Self-Standing Organic Nanowire Sensors: Nanowire Arrays with Ultrahigh Aspect Ratio and Challenge to Homochirality
| Project/Area Number |
22K19061
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 35:Polymers, organic materials, and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
関 修平 京都大学, 工学研究科, 教授 (30273709)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
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| Keywords | 超高アスペクト / ナノワイヤ / センサ / Raman / STLiP / 対称性 / クラスタ / ナノ構造 / 粒子線 / イオンビーム / SPNT |
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| Outline of Research at the Start |
本研究「超高アスペクト自立型ナノワイヤセンサ：単一粒子反応による対称性の破れへの挑戦」では，加速器により生成した高い運動エネルギーと運動量を有する荷電粒子が物質中を通過する際，その直進飛跡である“超微細な１次元円柱状領域”で誘発する化学反応に着目し，１００を超える超高アスペクト比の自立型ナノワイヤセンサを具現化する．新しいナノ構造体・材料を創製しつつ，粒子の回転運動量を形成される材料に転写し得ることを実証し，生体分子における対称性の破れの一因に迫る．
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| Outline of Annual Research Achievements |
目標1)テーラーメイド型ナノ材料形成法の確立については，昇華可能な有機分子の自由選択として，Fullerene，Spirobifluorene，SilSesquioxaneを代表的な分子系として選択し，これら分子の固体薄膜中に形成される高エネルギー粒子線トラック内での化学反応，特に分子間架橋反応を誘導した．重合反応はそれぞれの独立した単一粒子トラック内で限定して引き起こされ，昇華法により未反応分子を気相除去することで，超高エスペクトを有するナノワイヤながら，その基板との相互作用を最小化し，自立型構造を形成することに成功した．昇華性分子は，多段気相成長プロセスにより，多段積層構造薄膜を形成することが容易であり，これをもとにして多段連結型自立1次元ナノワイヤ集合体の形成に成功した．特に電子機能性分子の選択とナノ構造化により，整流特性を有するナノワイヤが形成され，それぞれのナノワイヤが電流整流特性を示すことが明らかとなった．目標2)超高アスペクト自立型ナノワイヤ“叢”による活性界面最大化に関しては，1平方cmあたり10の11乗程度の自立型ナノワイヤで覆われた活性表面を有するナノワイヤアレイ構造を形成し，これを活性表面とした分子吸着特性の定量評価を行った．単純分子表面と比較し，～200 nm程度の極薄膜をもとにしたナノワイヤ叢ながら，その活性表面は単純薄膜に対し1000倍程度に達した． 目標3) 自由な線形結合技術・界面修飾技術による超高感度ナノワイヤセンサの実現に関しては，自立型高活性表面ナノワイヤ叢は，特に電子機能性を有するナノワイヤを用いた場合，吸着する有機分子に対する電子受容性をもとにした分極を介して，高いRaman活性を示し，特にナノワイヤが近接した“Hot Spot”では，非金属Raman分光としては例外的な表面増強信号を示し，その増強率は10^5~10^6に達した．
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
