2014 Fiscal Year Research-status Report
金属電極間に組織化された超分子金属錯体の新機能創成
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26410070
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
塩塚 理仁 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70293743)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 超分子金属錯体 / ルテニウム錯体 / 白金錯体 / 自己組織化 / りん光 / 電気化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の最終目的は、我々がこれまで多くの研究成果を蓄積してきた光機能性超分子錯体Ru(II)-Pt(II) supramolecular complexesをナノメートルサイズの金属電極間に接合させた超分子素子構造体の作製法の確立とその構造体が示す独自の光電子物性を解明することによって、「金属電極間に組織化された超分子金属錯体の新機能創成」を目指すことにある。
その平成２６年度研究の一つとして、二つのチオフェノール基をジエチニルフェナントロリンの両端に導入した配位子を持つルテニウム錯体により形成された単分子膜の金基板上での配列構造を解明するために、チオフェノール基の部分がピリジル基になったジエチニルフェナントロリン配位子とエチニル部位がジエチニルベンゼン基に置き換えられたπ共役系が拡張されたフェナントロリン配位子を新たに合成することで２種の新規ルテニウム錯体を合成した。そして、これらルテニウム錯体の金基板上における自己組織化単分子膜の配列構造に関する研究を行った。特に、これら３種のルテニウム錯体による金基板上の単分子膜に対して顕微ラマンスペクトル測定を行うことで、その表面増強ラマン散乱効果を比較検討した結果より基板上での配列構造に関する興味深い知見を得た。
また、本年度におけるもう一つの成果として、ジエチニルフェナントロリン配位子のπ共役系を拡張した新たな配位子を持ったルテニウム(II)－白金(II)５核複合金属錯体の合成を独自の合成経路により成功したことから、この新たな複合錯体を分取カラムクロマトシステムにより単離精製することを現在進めている。これまでに合成したルテニウム(II)－白金(II)５核複合金属錯体で得られた様々な光物理過程と比較することで、光機能性超分子錯体Ru(II)-Pt(II) supramolecular complexesにおける光励起後の電子移動過程がより詳細に解明できると期待している。
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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
金基板上におけるルテニウム錯体の配列構造に関する知見は、最終的な研究の目的である金属電極間に組織化された超分子が示す光物性と電子移動特性を推定する上で非常に重要な知見を与えてくれる。そこで、平成２６年度の研究として、これまでに金基板上での単分子膜について研究を進めてきたルテニウム錯体のビスチオフェノールエチニルフェナントロリン配位子のチオフェノール基をピリジル基に変えた配位子とエチニル部位がジエチニルベンゼン基に変えたπ共役系がかなり拡張されたフェナントロリン配位子を新たに合成し、新たな３種のルテニウム錯体を比較することで金基板上での自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）の配列構造と接合分子部分の関連性や分子サイズが配列構造に与える影響について考察することを研究目的とした。
そこで、合計５種類のルテニウム錯体を用いたＳＡＭを金基板上に作製し、顕微ラマン分光測定法を用いて観測されたピーク強度等を比較検討することによって、金属－分子間結合におけるチオフェノール基の優位性と分子サイズによる表面増強効果の違いなど興味深い結果を明らかにすることができた。これらの結果は、金属電極との接合を考える上でチオフェノールによるＭ－Ｓ結合の重要性と金属表面のナノ構造が影響する表面増強効果について考慮することの必要性を示しており、今後これらの点について更に検討する必要がある。
また、複合金属錯体と金電極系との接合に必要なチオフェノール基を有する非対称型ルテニウム錯体の合成に関してはすでに成功しているが、合成の収率がかなり低いことからより効率的な合成法の確立を目指して研究を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究計画としては、ナノギャップ電極に我々が合成したビスチオフェノールエチニルフェナントロリン配位子を有するルテニウム(II)錯体を自己組織的に配列する方法で架橋された分子導線の作製法の確立を目指し、両端のチオフェノール基を含むルテニウム(II)ポリピリジル錯体の架橋構造や金電極と錯体分子との光電子的相互作用に関して詳細な研究を行う予定である。特に、非常に狭い金電極間を架橋する分子デバイス的な構造を自己組織的に形成できるのかどうかに関する知見や如何にその架橋構造の存在を証明するのかと言う研究分野は、現在の測定技術を用いても難しい側面があるが、電導性評価のための様々な電気計測と表面増強ラマン散乱に関連した顕微ラマン測定データの解析から学内外の物性研究グループと協力して展開していく予定である。更に、金電極表面のランダムな形状が導電性に与える影響に関しても検討する必要があり、新たなナノフォトニクス分野が開ける可能性について検討していく計画である。
また、チオフェノール基を末端に有する形でルテニウム(II)－白金(II)超分子錯体を合成する方法論の確立とナノギャップ電極間に超分子錯体による架橋構造を形成する作製法の確立を目指す。超分子錯体系の光電子物性に関しては、先のルテニウム錯体分子のみの系と比較することで白金錯体ユニットの影響や超分子化に伴う物性変化について、これまで研究されている多くの有機分子系の結果とは異なる新たな興味深い結果を与えるものと期待している。
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| Causes of Carryover |
消費税の見積もりのミスで２円余った。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
少額なので、今年度分と合わせて使用する。
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Research Products
(7 results)
