2015 Fiscal Year Annual Research Report
分子アーキテクトニクスを志向した水素終端化シリコン表面の新規化学修飾法の開発
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular Architectonics: Orchestration of Single Molecules for Novel Function |
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| Project/Area Number |
26110506
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山野井 慶徳 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (20342636)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | シリコン基板 / パラジウム触媒 / ギャップ電極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では代表者が開発したヒドロシランの遷移金属触媒によるアリール化反応を水素終端化シリコン表面の化学修飾に展開することで、良質のシリコン－芳香族化合物修飾表面を効率的に構築する手法を開発する。合わせて、新学術領域の他の研究者と協力をし、ミクロサイズやナノサイズギャップシリコン上を化学修飾した電極を調製し、それらの表面構造や単分子の物性調査を行う。
水素終端化シリコン基板をパラジウム触媒の存在下、ヨウ化アリールと反応させるとシリコン基板上に芳香族基をSi-C(sp2)結合を介して結合することができる。この方法を活用し、まず最初にマイクロギャップを有する基板を異方性エッチングを利用して調製した。具体的にはSOI(silicon on insulator)基板をHFで1分間、続いてKOH水溶液で90分間処理することで最小で300 nm程度のギャップを有する水素終端化シリコン電極を作成することができた。表面の構造確認はSEMやデジタル顕微鏡にて行った。この水素終端化シリコン電極をパラジウム触媒の存在下、さまざまなヨウ化アリールと塩基の存在下室温で反応させることで芳香族置換基を固定化することができた。修飾の状況は電気化学的手法によりおよそ20%程度化学修飾されていることが確認できた。
ジベンゾシロールはπ－π*遷移による蛍光特性を持つことから、その合成やエレクトロニクス材料等への応用の点で広く研究がなされてきた。次にジベンゾシロール骨格をシリコン表面で形成することを目的とし、水素終端化Si(100)表面と2,2’-ジヨードビアリール化合物をパラジウム触媒の存在下で反応させ、表面上の構造について解析を行った。 2,2’-ジヨードビアリール化合物がSi(100)表面に固定化されるか検討するために、dimethyl 2,2’-diiodobiphenyl-4,4’-dicarboxylateを水素終端化Si(100)表面に反応させ、表面IRにて構造決定を行った。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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