2015 Fiscal Year Research-status Report
グリッド型分子の物性変換機能を利用した分子素子の開発
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26410065
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
志賀 拓也 筑波大学, 数理物質系, 助教 (00375411)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 分子素子 / 磁気化学 / 電気化学 / 超分子化学 / 多核錯体 / 混合原子価錯体 / グリッド型分子 / 双安定性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、自己組織化によって構築できるグリッド型分子をもちいて、電気化学的な操作やその他の外場によって、多くの安定状態をとりうる分子素子の開発を目的とする。[3×3]グリッド型分子に着目し、様々な金属イオンの導入により外部刺激によって数多くの安定状態をもつ分子素子の構築を行う。特に酸化還元活性な金属イオンとしてCu(II)、Co(II)、Fe(II)イオンを含む[3×3]グリッド分子を構築し、酸化還元による物性変換について検討する。基板上への担持を行い、単分子による情報記録を行い、高密度記録素子やスイッチング材料としての応用研究を行うことを最終目標とする。
これまでに合成したコバルト９核および銅９核[3x3]グリッド型錯体の機能を拡張するために各種金属イオンと反応させ、異種金属イオンを選択的に配列したグリッド型錯体の構築を行い、電気化学的性質および磁性の評価を行った。銅イオンを含むグリッド型錯体においては可逆な酸化還元波が観測された。グリッド分子をもちいた特異な双安定性の発現を目指し、酸化還元電位の調整も行い、熱・光・圧力・電場などに対する応答性を調べた。銅－鉄グリッド型錯体において、多段階の酸化還元がおこることを見出しており、酸化種において室温以上でスピン転移現象を観測した。電気化学的酸化還元反応によって得られる各種酸化還元種の磁化率測定の結果から、このスピン転移に基づく双安定性は銅イオンの酸化還元により制御可能であることを見出した。
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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
Cu9、Cu8FeおよびCu8Coの組み合わせの[3x3]グリッド型錯体の構築に成功し、可逆な多段階酸化還元挙動の観測に成功した。また、各酸化還元状態の錯体を単離し、構造を決定している。磁気的性質に関して詳細に調べ、適切なスピンハミルトニアンで解析可能であることが分かった。以上のような結果から、当初目的としていた分子素子につながる新しい化合物を開発できたため、おおむね順調に研究が進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、これまでに得られている異種金属グリッド型錯体の電子状態を精密に制御するために、金属イオンの種類の依存性や配位子の置換基による効果を調べる。また、単分子で電子状態を制御することを目的として、各種基板に担持し、AFMやSTMによる分子の観測を行う。
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