2014 Fiscal Year Annual Research Report
史上初の金属錯体二次元トポロジカル絶縁体に関する基礎研究
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26708005
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
坂本 良太 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (80453843)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノシート / トポロジカル絶縁体 / 原子層 / 二次元物質 / 金属錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) SPMを用いた詳細な構造決定： これまでのところ、ナノシートと基板の二次元格子同士のモアレパターンの観測には成功しているが、ナノシートの直接構造の観察には至っていない。一方で、SPring-8におけるすれすれ入射X線回折（GIXD）によるナノシート積層体の構造解析に複数成功した。加えて、TEMの電子線回折像の取得にも複数成功している。
(2) STSを用いたエッジ部分の観察： 大気下STMを用いた測定を行い、エッジ状態と思しきナノシートのSTSマッピングが得られているものの、その確証までは至っていない。
(3) ナノシートへのドーピング： トポロジカル絶縁体としての駆動にはフェルミレベルの制御が必要となる。今年度には化学的または電気化学的な手法を用いてその制御が可能であることを見出した。その内容を一部として、学術雑誌に論文を発表した。
(4) 新しい金属錯体ナノシートの開発： 他の研究者の類似研究参画を受け、ジチオレン金属錯体ナノシートの有機配位子・金属イオンのバリエーションの拡張を行った。触媒機能など、トポロジカル絶縁性とは異なる興味深い物性を示すことを簡易的にではあるが発見した。加えて、光電変換能を示すジピリン金属錯体ナノシート、エレクトロクロミズムを示すテルピリジン金属錯体ナノシートといった、ジチオレン金属錯体ナノシートとは異なる金属錯体モチーフを有するナノシートの創製にも取り組み、学術雑誌に論文を発表した。
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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
SPMを用いた詳細な構造決定、STSを用いたエッジ部分の観察の進捗は芳しくはないが、ナノシートへのドーピングについてはJ. Am. Chem. Soc.誌に論文を発表するなどの成果が得られている。また、ナノシートのバリエーションについても順調に増加している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ナノシートへのドーピングについては、化学的もしくは電気化学的な手法を確立しつつある。今後は静電的ドーピングについても、FETデバイスを作成するなどして知見を深めていく。SPMを用いた詳細な構造決定、STSを用いたエッジ部分の観察の進捗を加速するため、超高真空SPMが自由に利用できる環境の整備に努める。
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| Causes of Carryover |
平成26年12月、本研究と研究内容が近いジチオレン金属錯体ナノシートに関する研究成果が、他の研究グループより複数発表された。本研究遂行上、この研究成果を見極める必要があるので、新しい金属錯体ナノシートの考案および物性測定、構造決定を行う必要が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
試薬・消耗品の購入費用として1670685円、博士研究員を1名雇用するための人件費として1500000円が必要である。
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Research Products
(47 results)
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[Journal Article] New aspects in bis and tris(dipyrrinato)metal complexes: bright luminescence, self-assembled nanoarchitectures, and materials applications2015
Author(s)
Ryota Sakamoto, Toshiki Iwashima, Tsuchiya Mizuho, Ryojun Toyoda, Ryota Matsuoka, Julius F. Koegel, Shinpei Kusaka, Ken Hoshiko, Toshiki Yagi, Tatsuhiro Nagayama, Hiroshi Nishihara
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Journal Title
J. Mater. Chem. A
Volume: 3
Pages: 15357-15371
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Bis(dipyrrinato)metal(II) coordination polymers: crystallization, exfoliation into single wires, and electric conversion ability2015
Author(s)
Ryota Matsuoka, Ryojun Toyoda, Ryota Sakamoto, Mizuho Tsuchiya, Ken Hoshiko, Yoshiyuki Nonoguchi, Eiji Nishibori, Tsuyoshi Kawai, Hiroshi Nishihara
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Journal Title
Chem. Sci.
Volume: 6
Pages: 2853-2858
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Synthesis, characterization, and physical properties of oligo(1-(N,N-dimethylamino)pyrrole)s and their doped forms, precursors of candidates for molecular flat-band ferromagnets2015
Author(s)
Yoshinori Yamanoi, Kazuhiro Takahashi, Takeshi Hamada, Norikazu Ohshima, Masashi Kurashina, Yohei Hattori, Tetsuro Kusamoto, Ryota Sakamoto, Mariko Miyachi, Hiroshi Nishihara
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Journal Title
J. Mater. Chem. C
Volume: 3
Pages: 4316-4320
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Redox Control and High Conductivity of Nickel Bis(dithiolene) Complex π-Nanosheet: A Potential Organic Two-Dimensional Topological Insulator2014
Author(s)
Tetsuya Kambe, Ryota Sakamoto, Tetsuro Kusamoto, Tigmansu Pal, Naoya Fukui, Takahiro Shimojima, Zhengfei Wang, Toru Hirahara, Kyoko Ishizaka, Shuji Hasegawa, Feng Liu, Hiroshi Nishihara
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Journal Title
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 136
Pages: 14357-14360
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Functional Bottom-Up Metal Complex Nanosheets2014
Author(s)
Ryota Sakamoto, Tatsuhiro Nagayama, Hiroshi Nishihara
Organizer
18th Malaysian International Chemical Congress (18MICC)
Place of Presentation
Putra World Trade Centre (Malaysia, Kuala Lumpur)
Year and Date
2014-11-03 – 2014-11-05
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Brightly Luminescent π-Extended Dipyrrin Complexes2014
Author(s)
Ryota Sakamoto, Shinpei Kusaka, Mizuho Tsuchiya, Hiroshi Nishihara
Organizer
41st International Conference on Coordination Chemistry (ICCC-41)
Place of Presentation
Suntec Singapore International Convention and Exhibition Centre (Singapore, Singapore)
Year and Date
2014-07-21 – 2014-07-25
Int'l Joint Research / Invited
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