2009 Fiscal Year Annual Research Report
機能性有機単分子への導電性高分子ナノワイヤーの配線
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21310078
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
大川 祐司 National Institute for Materials Science, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA研究者 (40242169)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有賀 克彦 独立行政法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA主任研究者 (50193082)
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| Keywords | 分子素子 / ナノワイヤー / 走査トンネル顕微鏡 / ジアセチレン / フタロシアニン / 単一高分子 / 単分子化学 / ナノ構造形成・制御 |
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| Research Abstract |
スイッチングや発光などの機能をもつ有機分子を単分子として用いてその機能を最大限に活用することにより、画期的な新規ナノデバイスを作成しようとする多大な努力がこれまでなされてきた。そのためには、機能性有機単分子への配線を有機分子そのものすなわち導電性の有機分子鎖によって行う必要がある。本研究は、我々が数年前に開発した、連鎖重合反応をナノメートルスケールで制御することで導電性有機高分子鎖を任意の位置に形成する技術を用いることにより、機能性有機単分子の端と配線としての有機高分子鎖の末端とを化学結合により確実に接続する技術の開発を目的として研究を進めている。
当該年度は、機能性有機分子としてフタロシアニンを用いて、接続実験とその理論的な検討を行った。まず、ジアセチレン化合物の自己集合分子膜の上にフタロシアニンを吸着し、走査トンネル顕微鏡(STM)を用いてジアセチレン化合物の連鎖重合反応をフタロシアニン分子に向けて制御して誘起した。その結果、導電性高分子であるポリジアセチレンの単一ナノワイヤーが生成し、フタロシアニン単分子に接続することができた。さらに、フタロシアニン単分子に2本の導電性高分子ナノワイヤーを接続することにも成功した。また接続部のSTM像を詳細に検討して理論計算と比較した。その結果、多くの場合に、連鎖重合反応の進行端にある反応活性な化学種がフタロシアニン分子と反応して自動的に化学結合を形成して接続することをつきとめた。将来の単分子デバイスの作成や、単分子化学反応の基礎研究等にとって重要な成果である。
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