ホウ素ドープナノグラフェンの機能開拓

• 研究課題/領域番号: 15H02163
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 有機化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 山口 茂弘 名古屋大学, 物質科学国際研究センター(WPI), 教授 (60260618)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 41,990千円 (直接経費: 32,300千円、間接経費: 9,690千円); 2017年度: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円); 2016年度: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2015年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: ホウ素 / グラフェン / 半導体特性 / 蛍光 / 有機エレクトロニクス / π電子系 / トランジスタ

研究成果の概要

グラフェン骨格への3配位ホウ素の導入により，電子受容性の付与に留まらず，ホウ素のルイス酸性や配位数変化を利用した化学吸着能も付与でき，グラフェン化学の新たな展開が期待できる．ホウ素ドープグラフェンの本質的な性質の理解を目的に，モデルとなる幾つかのタイプのナノグラフェン材料をボトムアップ合成するとともに，ホウ素の導入によってこそ得られる特異な物性，現象の探索，追究に取り組んだ．種々の新規なホウ素π電子系の合成を達成するとともに，光反応性や化学吸着能の理解，溶液プロセスによる薄膜形成，両極性電荷輸送性を示す安定化ラジカルの合成などを達成した．

研究成果

• [雑誌論文] Near infrared two-photon-excited and -emissive dyes based on a strapped excited-state intramolecular proton-transfer (ESIPT) scaffold (2018)
  • 著者名/発表者名: N. Suzuki, K. Suda, D. Yokogawa, H. Kitoh-Nishioka, S. Irle, A. Ando, L. M. Abegao, K. Kamada, A. Fukazawa, and S. Yamaguchi
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 9 号: 10 ページ: 2666-2673
  • DOI: 10.1039/c8sc00066b
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Boron-Stabilized Planar Neutral π-Radicals with Well-Balanced Ambipolar Charge-Transport Properties (2017)
  • 著者名/発表者名: Kushida Tomokatsu、Shirai Shusuke、Ando Naoki、Okamoto Toshihiro、Ishii Hiroyuki、Matsui Hiroyuki、Yamagishi Masakazu、Uemura Takafumi、Tsurumi Junto、Watanabe Shun、Takeya Jun、Yamaguchi Shigehiro
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 139 号: 41 ページ: 14336-14339
  • DOI: 10.1021/jacs.7b05471
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antiaromatic Dithieno-1,2-dihydro-1,2-diborin Splits Diatomic Hydrogen (2017)
  • 著者名/発表者名: Araki Takafumi、Hirai Masato、Wakamiya Atsushi、Piers Warren E.、Yamaguchi Shigehiro
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 46 号: 12 ページ: 1714-1717
  • DOI: 10.1246/cl.170812
  • NAID: 130006243211
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Photochemical Intramolecular C-H Addition of Dimesityl(hetero)arylboranes through a [1,6]-Sigmatropic Rearrangement (2017)
  • 著者名/発表者名: Ando Naoki、Fukazawa Aiko、Kushida Tomokatsu、Shiota Yoshihito、Itoyama Shuhei、Yoshizawa Kazunari、Matsui Yasunori、Kuramoto Yutaro、Ikeda Hiroshi、Yamaguchi Shigehiro
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 56 号: 40 ページ: 12210-12214
  • DOI: 10.1002/anie.201706929
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Dots Embedded in Graphene Nanoribbons by Chemical Substitution (2017)
  • 著者名/発表者名: Eduard Carbonell-Sanroma, Pedro Brandimarte, Richard Balog, Martina Corso, Shigeki Kawai, Aran Garcia-Lekue, Shohei Saito, Shigehiro Yamaguchi, Ernst Meyer, Daniel Sanchez-Portal, Jose Ignacio Pascual
  • 雑誌名: Nano Lett. 巻: 17 号: 1 ページ: 50-56
  • DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b03148
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Steric Shielding vs Structural Constraint in a Boron-Containing Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (2017)
  • 著者名/発表者名: V. M. Hertz, N. Ando, M. Hirai, M. Bolte, H.-W. Lerner, S. Yamaguchi, M. Wagner
  • 雑誌名: Organometallics 巻: ASAP 号: 14 ページ: 2512-2519
  • DOI: 10.1021/acs.organomet.6b00800
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Soluble Dynamic Complex Strategy for the Solution-Processed Fabrication of Organic Thin-Film Transistors of a Boron-Containing Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (2016)
  • 著者名/発表者名: Kyohei Matsuo, Shohei Saito, Shigehiro Yamaguchi
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 55 号: 39 ページ: 11984-11988
  • DOI: 10.1002/anie.201605221
  • 査読あり
• [雑誌論文] Boron Doped Nanographene: Lewis Acidity, Redox Properties, and Battery Electrode Performance (2016)
  • 著者名/発表者名: Shinichiro Osumi, Shohei Saito, Chuandong Dou, Kyohei Matsuo, Keita Kume, Hirofumi Yoshikawa, Kunio Awaga and Shigehiro Yamaguchi
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 7 号: 1 ページ: 219-227
  • DOI: 10.1039/c5sc02246k
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Planarized 9-Phenylanthracene: A Simple Electron-Donating Building Block for Fluorescent Materials (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Iwahara, T. Kushida, S. Yamaguchi
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 52 号: 6 ページ: 1124-1127
  • DOI: 10.1039/c5cc08259e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomically-Controlled Substitutional Boron-Doping of Graphene Nanoribbons (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Kawai, S. Saito, S. Osumi, S. Yamaguchi, A. S. Foster, P. Spijker, E. Meyer
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 号: 1 ページ: 8098-8098
  • DOI: 10.1038/ncomms9098
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Design Strategy for pi-Electron Materials Based on Structural Constraint (2018)
  • 著者名/発表者名: Shigehiro Yamaguchi
  • 学会等名: Core-to-core Joint Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Design Strategy for pi-Electron Materials Based on Weak/tight Structural Constraint (2018)
  • 著者名/発表者名: Shigehiro Yamaguchi
  • 学会等名: Goethe-Universitat Frankfurt
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Photostability of D-π-A Type Organoboron Fluorophores (2017)
  • 著者名/発表者名: Masato ITO, Naoya SUZUKI, Shigehiro YAMAGUCHI
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会2017
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] ジベンゾアザボリンにおける構造固定化の物性に及ぼす効果 (2017)
  • 著者名/発表者名: 安藤 幹規, 大城 宗一郎, 山口 茂弘
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会2017
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 光・電子機能性分子で拓く未来 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山口茂弘
  • 学会等名: The 1st ABiS Symposium
  • 発表場所: 自然科学研究機構
  • 年月日: 2017-02-19
  • 招待講演
• [学会発表] Main Group Strategy toward Useful pi-Electron Materials (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigehiro Yamaguchi
  • 学会等名: Xi`an Jiatong University
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 光機能性分子で拓く未来 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山口茂弘
  • 学会等名: 日本大学生物資源科学部 大学院特別講義
  • 招待講演
• [学会発表] 構造固定により拓く典型元素π電子系の機能 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山口茂弘
  • 学会等名: 新学術領域研究「感応性化学種」取りまとめシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis and Properties of Pyridyl-Substituted Planarized Triphenylboranes (2017)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Mori, Shigehiro Yamaguchi
  • 学会等名: 17th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA-17)
• [学会発表] NIR Emissive π-Conjugated Oligomers and Polymers Containing a Strapped-ESIPT Unit (2017)
  • 著者名/発表者名: Naoya Suzuki, Masayuki Wakioka, Fumiyuki Ozawa, Shigehiro Yamaguchi
  • 学会等名: 17th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA-17)
• [学会発表] Chemistry of Boron-doped Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigehiro Yamaguchi
  • 学会等名: 16th International Meeting on Boron Chemistry (IMEBORON 16)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Main Group Strategy for Functional pi-Electron Materials (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigehiro Yamaguchi
  • 学会等名: Gordon Research Conference 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 光・電子機能性分子の物性追求により拓く未来 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山口茂弘
  • 学会等名: 平成29年度有機合成セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] Structurally Constrained Functional pi-Electron Materials (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigehiro Yamaguchi
  • 学会等名: International Symposium of Materials Horizons
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Main Group-Containing pi-Electron Materials with Structural Constraint (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigehiro Yamaguchi
  • 学会等名: 100th Canadian Chemistry Conference and Exhibition
  • 国際学会
• [学会発表] ピリジル置換平面固定トリフェニルボランの合成と物性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 森 正義，山口茂弘
  • 学会等名: 第43回有機典型元素化学討論会
  • 発表場所: 仙台市民会館
  • 年月日: 2016-12-08
• [学会発表] キサンテン色素への三配位ホウ素の導入と元素効果の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 早乙女広樹，安藤直紀，相田祐介，山口茂弘
  • 学会等名: 第43回有機典型元素化学討論会
  • 発表場所: 仙台市民会館
  • 年月日: 2016-12-08
• [学会発表] デザインで拓く発光性有機分子の未来技術 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山口茂弘
  • 学会等名: 豊田工業大学講演会
  • 発表場所: 豊田工業大学
  • 年月日: 2016-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] 光・電子機能性分子で拓く未来 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山口茂弘
  • 学会等名: 第42回反応と合成の進歩シンポジウム
  • 発表場所: 清水, 静岡
  • 年月日: 2016-11-07
  • 招待講演
• [学会発表] π電子系の機能追求のための分子デザイン (2016)
  • 著者名/発表者名: 山口茂弘
  • 学会等名: 新学術領域「π造形科学」，第3回公開シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2016-10-20
  • 招待講演
• [学会発表] 蛍光性π電子系のデザインと物性追求 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山口茂弘
  • 学会等名: 日本学術振興会創造機能化学第116委員会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-10-12
• [学会発表] 光る分子が拓く未来 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山口茂弘
  • 学会等名: 国際有機化学財団特別セミナー，大分高校生講演会
  • 発表場所: 大分
  • 年月日: 2016-10-08
• [学会発表] 局所温度計測を可能にする有機蛍光色素含有高分子ナノ粒子の創成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 千田樹絵子，名倉和彦，多喜正泰，山口茂弘
  • 学会等名: 第65回高分子討論会
  • 発表場所: 神奈川大学
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] 蛍光性π電子系のデザインと機能追求 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山口茂弘
  • 学会等名: 第65回高分子討論会「融合マテリアル学が切り拓く新機能材料の創成」
  • 発表場所: 神奈川大学
  • 年月日: 2016-09-14
  • 招待講演
• [学会発表] 光・電子機能分子の物性追求により拓く未来 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山口茂弘
  • 学会等名: 近大若手シンポジウム「光による物質・エネルギー変換の最前線」
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2016-09-09
  • 招待講演
• [学会発表] ボラフルオレセインの合成と光物性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 早乙女広樹，安藤直紀，相田祐介，山口茂弘
  • 学会等名: 第27回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 広島国際会議場
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] Chemistry of Boron-doped Nanographenes (2016)
  • 著者名/発表者名: S.Yamaguchi
  • 学会等名: BORAM 2016
  • 発表場所: Kingston, Canada
  • 年月日: 2016-06-25
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 励起状態の構造制御にもとづいた蛍光ナノ温度計の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 千田樹絵子，名倉和彦，多喜正泰，山口茂弘
  • 学会等名: 統合物質創製化学研究推進機構キックオフシンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2016-06-23
• [学会発表] 分子の光が拓く未来 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山口茂弘
  • 学会等名: 第26回名古屋大学理学懇話会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2016-06-04
• [学会発表] 典型元素化学が拓く未来分子材料 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山口茂弘
  • 学会等名: JACI-GSC シンポジウム
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2016-06-02
  • 招待講演
• [学会発表] Main Group Strategy for Photo- and Electro-Functional Materials (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Yamaguchi
  • 学会等名: Sino-German Main Group Chemistry Symposium
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2016-04-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 典型元素の活用と構造固定に基づいた光・電子機能性π電子系の創出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山口茂弘
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会2016
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2016-03-26
  • 招待講演
• [学会発表] 平面固定9-フェニルアントラセンを基本骨格に用いたディスコチック液晶の創製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩原秀明，吉尾正史，加藤隆史，山口茂弘
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会2016
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] Chemistry of boron-doped nanographenes (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigehiro Yamaguchi
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2015)
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 平面固定B-フェニルジベンゾボレピンの合成と基礎物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安藤直紀，櫛田知克，山口茂弘
  • 学会等名: 第42回有機典型元素化学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] ホウ素で安定化した平面固定トリチルラジカルの安定性と光物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 早乙女広樹，謝 永発，櫛田知克，山口茂弘
  • 学会等名: 第26回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学
  • 年月日: 2015-09-24
• [学会発表] 光・電子機能性分子のユニークなデザイン (2015)
  • 著者名/発表者名: 山口茂弘
  • 学会等名: 第32回有機合成化学セミナー
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2015-09-17
  • 招待講演
• [学会発表] Main Group Strategy for Photo- and Electronic Functions (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigehiro Yamaguchi
  • 学会等名: The 14th International Symposium on Inorganic Ring Systems (IRIS-14)
  • 発表場所: Regensburg, Germany
  • 年月日: 2015-07-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Boron-Embedded Polycyclic pi-Conjugated Systems as Solution Processable Organic Semiconductor (2015)
  • 著者名/発表者名: Kyohei Matsuo, Shohei Saito, Shigehiro Yamaguchi
  • 学会等名: 16th International Symposium on Novel Aromatic Compounds (ISNA-16)
  • 発表場所: Madrid, Spain
  • 年月日: 2015-07-05
  • 国際学会
• [学会発表] ユニークな光：電子機能性分子を求めて (2015)
  • 著者名/発表者名: 山口茂弘
  • 学会等名: 東京工業大学
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2015-06-19
  • 招待講演
• [学会発表] Some Fluorescent Molecules Containing Main Group Elements (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigehiro Yamaguchi
  • 学会等名: The 2nd International AIE Symposium
  • 発表場所: Guangzhou, China
  • 年月日: 2015-05-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 光・電子機能性分子のユニークなデザイン (2015)
  • 著者名/発表者名: 山口茂弘
  • 学会等名: 有機合成化学講演会「合成有機化学のフロンティア」
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2015-05-15
  • 招待講演