2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of Unsymmetrical Molecular Junctions Based on Ligand Design of Organometallic Molecular Wires
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21K05211
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田中 裕也 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (90700154)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 分子ダイオード / 分子ワイヤー / ルテニウム / 分子エレクトロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電極―分子―電極構造は分子ジャンクションと呼ばれ分子デバイスの基本構造であり、分子ジャンクションの機能開発をすることで高機能な分子デバイス開発が進展することが期待される．これまでに高い構造対称性を有する有機分子ワイヤーに関して広く研究が行われてきた．一方、我々は有機分子ワイヤーに金属錯体をドーピングした有機金属分子ワイヤーが高い伝導性を示すことを明らかとしてきた．今回、高次機能を持つ分子ジャンクションとして分子ワイヤーの非対称化に着目した．分子ワイヤーを非対称化することで電流が流れる方向を制御する整流機能の発現が期待される．本研究では有機金属錯体のうち異なる配位子を持つ，非対称性分子ワイヤーを開発しその機能を検証することを目的とした．
初年度は当初の計画の通り、主鎖が非対称となった分子ワイヤーの設計と合成を検討した．主鎖の中でも電極と相互作用する末端アンカー基に着目し、ピリジン、チオアニソール、アセチレンのうち異なる二種のアンカー基を持つ分子を設計した．ルテニウムジクロライドテトラホスフィン錯体を出発原料とし、対応するアセチリド錯体を逐次的に導入することで目的とする非対称分子ワイヤーを収率よく合成することに成功した．同定は核磁気共鳴装置、質量分析装置、赤外分光装置を用いて行なった．今後は得られた非対称分子ワイヤーの基礎物性を評価するとともに、分子ダイオードとして機能するかについて検討を行う．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画の通り、主鎖に非対称アンカーを持つ分子ワイヤーの合成に成功した．したがって研究は概ね順調に進展していると判断した。
また本研究課題に関連する成果を国際学術論文に４報報告した。
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| Strategy for Future Research Activity |
非対称分子ワイヤーの電気化学的、分光学的性質を調査する。また金基板上での吸着特性調査を行い、金とのアンカー基選択的な相互作用が生じるかを評価する。得られた知見に基づき単分子電気伝導度でのI-V測定を検討し、分子の整流性を評価する。
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| Causes of Carryover |
購入予定であった試薬類・消耗品類は、コロナ禍で生じた予期しない余剰予算により執行したため計画との差異が生じた。また当初参加を計画していた国内学会がオンラインでの開催となったことから旅費などの支出が不要となった。以上の理由から当初予定とは異なる執行計画となった。
今回の予算に関しては、分析に関わる消耗品として利用する。また年度途中において予算の使用経過に応じて柔軟に検討する。
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