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2014 Fiscal Year Annual Research Report

ヘテロナノワイヤを用いた分子素子

Publicly Offered Research

Project AreaMolecular Architectonics: Orchestration of Single Molecules for Novel Function
Project/Area Number 26110517
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

柳田 剛  九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (50420419)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywords酸化物ナノワイヤ
Outline of Annual Research Achievements

本提案研究では、微細加工技術に依存せずに分子素子の形成を可能とする“単結晶ヘテロナノワイヤ分子素子”とその機能を実証することを目的とする。分子素子を形成する従来法は、走査プローブ顕微鏡法、機械的破断法、微細加工技術に立脚したナノギャップ法に大別することが出来るが、本新学術領域が目指す分子素子の組織化を実現するためには、従来法の枠組みを超えて分子素子が電極と共に内部に既に設計されているナノ構造が理想の形態といえる。ヘテロナノワイヤ構造は、1分子の大きさに対応したナノギャップを原子堆積法によりナノワイヤ構造内部に実現することを可能とし、加えてナノワイヤ構造自身が引き出し電極の役割をも果たす極めて魅力的なナノ構造である。このナノ構造の実現により、有機合成化学研究者が合成プロセスの延長上で電極と結合した分子素子を形成する事が可能となる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ヘテロ構造を単結晶ナノワイヤ構造内に形成させる為に、金属触媒を介したVapor-Liquid-Solid(VLS)反応法を用いる。VLS反応法では、供給した原料が固液界面のみに絶対選択的に結晶成長することが可能となり、所望の原料をシーケンシャルに供給することで狙いのヘテロ構造をナノワイヤ構造内部に実現する。これまでにVLS反応法を用いて機能性酸化物材料をナノワイヤ構造化する技術を蓄積しており、これらの科学技術を駆使することによって分子素子を実現する新しいナノワイヤ構造を実証した。

Strategy for Future Research Activity

“分子サイズのナノギャップと電極構造が内包されたナノワイヤ構造体”を用いて、単一分子素子と電流検知型の分子認識機能を実証する。本目標を達成するために、①機能性分子をナノワイヤとハイブリッド化し、②形成された単一分子素子の電気伝導度を検証し、③雰囲気中の微量ターゲット(各種ガスや金属イオン)を電流変化として検出する分子認識機能を実証する。

  • Research Products

    (22 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 10 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Rational Concept for Designing Vapor-Liquid-Solid Growth of Single Crystalline Metal Oxide Nanowires2015

    • Author(s)
      Klamchuen, A., M. Suzuki, K. Nagashima, H. Yoshida, M. Kanai, F. W. Zhuge, Y. He, G. Meng, S. Kai, S. Takeda, T. Kawai and T. Yanagida
    • Journal Title

      Nanoletters

      Volume: 15 Pages: 6406-6412

    • DOI

      10.1021/ass.nanolett.5b01604

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Self-assembled Nanowire Arrays as Three-dimensional Nanopores for Filtration of DNA Molecules2015

    • Author(s)
      Rahong, S., T.Yasui, T.Yanagida, K.Nagashima, M.Kanai, G.Meng, Y.He, F.Zhuge, N.Kaji, T.Kawai, Y.Baba
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 31 Pages: 153-157

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-dimensional Nanowire Structures for Ultra-Fast Separation of DNA, Protein and RNA Molecules2015

    • Author(s)
      Rahong, S., T.Yasui, T.Yanagida, K.Nagashima, M.Kanai, G.Meng, Y.He, F.Zhuge, N.Kaji, T.Kawai, Y.Baba
    • Journal Title

      Scientific Reports(Nature Publishing Group)

      Volume: 5 Pages: 10584

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nanoscale Size-Selective Deposition of Nanowires by Micrometer Scale Hydrophilic Patterns2014

    • Author(s)
      He, Y., K.Nagashima, M.Kanai, G.Meng, F.Zhuge, S.Rahong, X.Li, T.Kawai and T.Yanagida
    • Journal Title

      Scientific Reports(Nature Publishing Group)

      Volume: 4 Pages: 5943

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Modulation of Thermoelectric Power Factor via Radial Dopant Inhomogeneity in B-doped Si Nanowires2014

    • Author(s)
      Fuwei, Z., T.Yanagida, N.Fukata, K.Uchida, M.Kanai, K.Nagashima, G.Meng, Y.He, S.Rahong, X.Li and T.Kawai
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 136 Pages: 14100

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cellulose Nanofiber Paper as an Ultra Flexible Nonvolatile Memory2014

    • Author(s)
      Nagashima, K., H.Koga, U.Celano, F.Zhuge, M.Kanai, S.Rahong, G.Meng, Y.He, J.D.Boeck, M.Jurczak, W.Vandervorst, T.Kitaoka, M.Nogi and T.Yanagida
    • Journal Title

      Scientific Reports(Nature Publishing Group)

      Volume: 4 Pages: 5532

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ultrafast and Wide Range Analysis of DNA Molecules Using Rigid Network Structure of Solid Nanowires2014

    • Author(s)
      Rahong, S., T.Yasui, T.Yanagida, G.Meng, F.Zhuge, Y.He, N.Kaji, M.Kanai, K.Nagashima, T.Kawai, and Y.Baba
    • Journal Title

      Scientific Reports(Nature Publishing Group)

      Volume: 4 Pages: 5252

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Flux Induced Crystal Phase Transition in Vapor-Liquid-Solid Growth of Indium-Tin Oxide Nanowires2014

    • Author(s)
      Meng, G., T.Yanagida, K.Nagashima, H.Yoshida, M.Kanai, A.Klamchuen, F.Zhuge, Y.He, S.Rahong, X.Fang, S.Takeda and T.Kawai
    • Journal Title

      Nanoscale

      Volume: 6 Pages: 7033-7038

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Oxide Nanowire Devices for Analyzing Biomolecules2016

    • Author(s)
      Takeshi Yanagida
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      USA
    • Year and Date
      2016-01-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 単結晶金属酸化物ナノワイヤの材料設計とそのナノデバイス展開2015

    • Author(s)
      柳田 剛
    • Organizer
      電子情報技術産業協会 第5回「量子現象利用デバイス技術分科会」
    • Place of Presentation
      新化学技術推進協会
    • Year and Date
      2015-12-07
    • Invited
  • [Presentation] Single Crystalline Metal Oxide Nanowires2015

    • Author(s)
      Takeshi Yanagida
    • Organizer
      CEMS Topical Meeting on Oxide Interfaces 2015
    • Place of Presentation
      Wako
    • Year and Date
      2015-10-05 – 2015-10-06
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Flexible Molecule Sensor using Single Crystalline Metal Oxide Nanowires2015

    • Author(s)
      Takeshi Yanagida
    • Organizer
      International Symposium on Thin Film Technologies for Flexible Devices,
    • Place of Presentation
      Nagoya
    • Year and Date
      2015-09-14
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Emerging Oxide Nanowires: Creation Concept and Their Promises for Novel Nanoscale Devices2015

    • Author(s)
      Takeshi Yanagida
    • Organizer
      228th ECS Meeting,
    • Place of Presentation
      USA
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 金属酸化物単結晶ナノワイヤ2015

    • Author(s)
      柳田 剛
    • Organizer
      第3回・酸化物研究の新機軸に向けた学際討論会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2015-08-04
    • Invited
  • [Presentation] Ultra Low Power Consumed Molecule Sensing on Single Crystalline Nanowires2015

    • Author(s)
      Takeshi Yanagida
    • Organizer
      International Workshop on Molecular Electronics
    • Place of Presentation
      Shiretoko
    • Year and Date
      2015-08-03 – 2015-08-06
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 金属酸化物単結晶ナノワイヤ2015

    • Author(s)
      柳田 剛
    • Organizer
      日本セラミックス協会 第49回基礎科学部会セミナー「低次元形態セラミックスの機能と構造制御」
    • Place of Presentation
      ウインク愛知
    • Year and Date
      2015-07-17
    • Invited
  • [Presentation] 金属酸化物単結晶ナノワイヤ2015

    • Author(s)
      柳田 剛
    • Organizer
      応用物理学会関西支部 平成27年度第1回講演会「酸化物機能性材料が牽引するエレクトロニクスの新展開 ~関西発、革新技術と若手研究者からの情報発信~」
    • Place of Presentation
      イーグレ姫路
    • Year and Date
      2015-06-22
    • Invited
  • [Presentation] Nanowires Alignment on Micrometer Scale Hydrophilic Patterns by Blade-coating Method2015

    • Author(s)
      He Yong and Takeshi Yanagida
    • Organizer
      EMN Qingdao Meeting -- Energy Materials & Nanotechnology
    • Place of Presentation
      China
    • Year and Date
      2015-06-14 – 2015-06-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Material Design of Metal Oxide Nanowires and Their Promises2014

    • Author(s)
      Takeshi Yanagida
    • Organizer
      The 15th Ries-Hokudai International Symposium
    • Place of Presentation
      Sapporo
    • Year and Date
      2014-12-16 – 2014-12-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Energy Harvesting via Thermoelectricity of Self Organized Nanowires2014

    • Author(s)
      Takeshi Yanagida
    • Organizer
      The 1st Asia Joint Workshop on Functional Materials Science -Thermoelectrics, Spintronics, Low-dimensional Materials, and Soft matter-
    • Place of Presentation
      Sapporo
    • Year and Date
      2014-08-01
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Energy Harvesting using Nano-materials2014

    • Author(s)
      Takeshi Yanagida
    • Organizer
      Japan America Frontiers of Engineering
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      2014-06-09 – 2014-06-11
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] Magnetic Nano- and Microwires, Design, Synthesis, Properties and Applications, Ch16: Oxide nanowires for non-volatile memory applications2015

    • Author(s)
      K. Nagashima and T. Yanagida
    • Total Pages
      870
    • Publisher
      Woodhead Publishing

URL: 

Published: 2017-01-06  

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