表面パズル化反応を用いる炭素ナノベルトの創成

• 研究課題/領域番号: 16K13608
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ナノ構造化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 坂口 浩司 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (30211931)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 表面合成 / ナノ材料

研究成果の概要

本研究では、我々が開発した２ゾーン化学気相成長法を用い、ボトムアップ法で合成した前駆体高分子を表面に規則正しく自己組織化させ、昇温に基づく前駆体高分子間の脱水素縮環反応を行う新しい原理に基づく１～10nm幅を持つ幅広グラフェンナノリボンの表面合成法に成功した。ジブロモターフェニル前駆体分子を用いて、最大で８高分子鎖が平行に脱水素縮環した幅広グラフェンナノリボンの表面合成に成功した。合成した幅広グラフェンナノリボンは優れたオンオフ値を示すトランジスタ特性を示すことが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] 金属表面を巧みに利用したグラフェンナノリボンの合成-ボトムアップ法による精密合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小島崇寛，坂口浩司
  • 雑誌名: 化学 巻: 73(2) ページ: 68-69
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chiral Discrimination and Manipulation of Individual Heptahelicene Molecules on Cu(001) by Noncontact Atomic Force Microscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: Shiotari Akitoshi, Tanaka Koichi, Nakae Takahiro, Mori Shigeki, Okujima Tetsuo, Uno Hidemitsu, Sakaguchi Hiroshi, Sugimoto Yoshiaki
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 122 号: 9 ページ: 4997-5003
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.8b00487
  • 査読あり
• [雑誌論文] On-surface synthesis of graphene clusters from a Z-bar-linkage precursor with quaterphenylbranches (2018)
  • 著者名/発表者名: Z. Xu, T. Kojima, W. Wang, K. Kaushik, A. Saliniemi, T. Nakae, H. Sakaguchi
  • 雑誌名: Materials Chemistry Frontiers 巻: 2(4) 号: 4 ページ: 775-779
  • DOI: 10.1039/c7qm00577f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of Dibenzopentalane-linking Polymers under the Two-Zone CVD and Wet Conditions (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Saito, Y. Suda, S. Furukawa, T. Nakae, T. Kojima, H. Sakaguchi
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 46(8) 号: 8 ページ: 1099-1101
  • DOI: 10.1246/cl.170396
  • NAID: 130005906995
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wide graphene nanoribbons produced by interchain fusion of poly(p-phenylene) via two-zone chemical vapor deposition (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Song, T. Kojima, T. Nakae, H. Sakaguchi
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 53 号: 52 ページ: 7034-7036
  • DOI: 10.1039/c7cc02849k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strain-induced skeletal rearrangement of a polycyclic aromatic hydrocarbon on a copper surface (2017)
  • 著者名/発表者名: Shiotari Akitoshi, Nakae Takahiro, Iwata Kota, Mori Shigeki, Okujima Tetsuo, Uno Hidemitsu, Sakaguchi Hiroshi, Sugimoto Yoshiaki
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 8 号: 1 ページ: 16089-16089
  • DOI: 10.1038/ncomms16089
  • NAID: 120006329156
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Interchain-linked Graphene Nanoribbons from Dibenzo[g,p]chrysene via Two-zone Chemical Vapor Deposition (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Song, G. Huang, T. Kojima, T. Nakae, H. Uno, H. Sakaguchi
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 46(10) 号: 10 ページ: 1525-1527
  • DOI: 10.1246/cl.170614
  • NAID: 130006140003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Orientation and Electronic Structures of Multilayered Graphene Nanoribbons Produced by Two-Zone Chemical Vapor Deposition (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Kojima, Y. Bao, C. Zhang, S. Liu, H. Xu, T. Nakae, K. P. Loh, H. Sakaguchi
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 33(40) 号: 40 ページ: 10439-10445
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.7b01862
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 機能性有機分子創成のための分子ひずみを駆使した表面合成法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 塩足亮隼，中江隆博，宇野英満，坂口浩司，杉本宜昭
  • 雑誌名: 機能材料 巻: 37(12) ページ: 60-67
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Gold Nanoparticle on Photon Upconversion based on Sensitized Triplet-Triplet annihilation in Polymer Films (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Yonemura, Y. Naka, M. Nishino, H. Sakaguchi, S. Yamada
  • 雑誌名: Molecular Crystals and Liquid Crystals 巻: 654(1) 号: 1 ページ: 196-200
  • DOI: 10.1080/15421406.2017.1358044
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Silver Nanoparticle on Singlet Exciton Fission in Rubrene Films (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Yonemura, Y. Futaoka, T. Taniguchi, H. Sakaguchi, S. Yamada
  • 雑誌名: Molecular Crystals and Liquid Crystals 巻: 654(1) 号: 1 ページ: 209-213
  • DOI: 10.1080/15421406.2017.1358046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Homochiral polymerization-driven selective growth of graphene nanoribbons (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Sakaguchi, S. Song, T. Kojima, T. Nakae
  • 雑誌名: Nature Chemistry 巻: 9(1) 号: 1 ページ: 57-63
  • DOI: 10.1038/nchem.2614
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Silver Nanoparticle on Singlet Exciton Fission in Rubrene Films (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Yonemura, Y. Futaoka, T. Taniguchi, H. Sakaguchi, S. Yamada
  • 雑誌名: Molecular Crystals and Liquid Crystals 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Gold Nanoparticle on Photon Upconversion based on Sensitized Triplet-Triplet annihilation in Polymer Films (2017)
  • 著者名/発表者名: H.Yonemura, Y. Naka, M. Nishino, H. Sakaguchi, S. Yamada
  • 雑誌名: Molecular Crystals and Liquid Crystals 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Switch of the magnetic field effect on photon upconversion based on sensitized triplet-triplet annihilation (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Yonemura, Y. Naka, M. Nishino, H. Sakaguchi, S. Yamada
  • 雑誌名: Photochemical & Photobiological Sciences 巻: 15(12) 号: 12 ページ: 1462-1467
  • DOI: 10.1039/c6pp00264a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aggregation-Induced Orange-to-Red Fluorescence of 2,5-Bis(diarylamino)terephthalic Acid Dithioesters (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Shimizu, H. Fukui, M. Nakatani, H. Sakaguchi
  • 雑誌名: European Journal of Organic Chemistry 巻: 36 号: 36 ページ: 5950-5956
  • DOI: 10.1002/ejoc.201601067
  • 査読あり
• [学会発表] Synthesis of functional nanocarbon molecules by surface-induced conformation-controlled mechanism (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Nakae, H. Sakaguchi
  • 学会等名: International Congress on Pure & Applied Chemistry (ICPAC) 2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 生物模倣型金属触媒作用を用いた幅制御したグラフェンナノリボンの合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小島崇寛, 宋 少堂, 中江隆博, 坂口浩司
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会（ATPポスター）
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 生物模倣型金属触媒作用を用いた幅制御したグラフェンナノリボンの合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小島崇寛, 宋 少堂, 中江隆博, 坂口浩司
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Fabrication of Acene-Type Graphene Nanoribbons on Au(111) (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Song, T. Kojima, T. Nakae, H. Sakaguchi
  • 学会等名: Symposium on Surface Science & Nanotechnology -25th Anniversary of SSSJ Kansai-
  • 発表場所: Kyoto International Community House (kokoka)（京都府京都市）
  • 年月日: 2017-01-24
  • 国際学会
• [学会発表] 生物模倣触媒を用いる機能性ナノ炭素細線の合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 坂口浩司
  • 学会等名: 応用物理学会関西支部平成29年度第1回 講演会「マテリアルデザインとグリーンデバイスの最前線～関西発、イノベーションと若手研究者からの発信～」
  • 招待講演
• [学会発表] Conformation-assisted synthesis of acene-type graphene nanoribbons on Au(111) (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Kojima, T. Nakae, H. Sakaguchi
  • 学会等名: International Symposium on Pure & Applied Chemistry (ISPAC)2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 生物模倣触媒によるグラフェンナノリボンの表面合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 坂口浩司
  • 学会等名: 第53回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Biomimetic on-surface synthesis of graphene nanoribbons (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Sakaguchi
  • 学会等名: Global Research Efforts on Energy and Nanomaterials (GREEN 2017)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Observation of azulene-to-fulvalene rearrangement by AFM (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Shiotari, K. Iwata, T. Nakae, Y. Shinagawa, S. Mori, T. Okujima, H. Uno, H. Sakaguchi, Y. Sugimoto
  • 学会等名: 24th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM24)
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii,（USA.）
  • 年月日: 2016-12-14
  • 国際学会
• [学会発表] Surface Synthesis of graphene nanoribbons by conformation-controlled mechanism (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Nakae, H. Sakaguchi
  • 学会等名: International Symposium on Pure & Applied Chemistry（ISPAC2016)
  • 発表場所: Kuching（Malaysia）
  • 年月日: 2016-08-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] AFM/STM observation of azulene-to-fulvalene rearrangement in a small molecule (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Shiotari, K. Iwata, T. Nakae, Y. Shinagawa, S. Mori, T. Okujima, H. Uno, H. Sakaguchi, Y. Sugimoto
  • 学会等名: 19th International Conference on Non-Contact Atomic Force Microscopy
  • 発表場所: Nottingham（U.K.）
  • 年月日: 2016-07-25
  • 国際学会
• [学会発表] Novel Nanographene Material Synthesized via Chemical Vapor Deposition (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Song, G. Huang, T. Nakae, T. Kojima, H. Sakaguchi
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Synthetic Two-Dimensional Polymers (S2DP-2)
  • 発表場所: Todaiji Temple Cultural Center（奈良県奈良市）
  • 年月日: 2016-06-02
  • 国際学会
• [学会発表] Bottom-up Synthesis of Graphene Nanoribbon with Precise Chiral Edge (2016)
  • 著者名/発表者名: G. Huang, T. Nakae, T. Kojima, H. Sakaguchi
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Synthetic Two-Dimensional Polymers (S2DP-2)
  • 発表場所: Todaiji Temple Cultural Center（奈良県奈良市）
  • 年月日: 2016-06-02
  • 国際学会
• [学会発表] CVD Synthesis of Acene-Type Graphene Nanoribbons by Surface-Conformation-Driven Mechanism (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Nakae, S. Song, T. Kojima, H. Sakaguchi
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Synthetic Two-Dimensional Polymers (S2DP-2)
  • 発表場所: Todaiji Temple Cultural Center （奈良県奈良市）
  • 年月日: 2016-06-02
  • 国際学会
• [学会発表] Conformation-controlled Selective Growth of Carbon Nanoribbons (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Sakaguchi
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Synthetic Two-Dimensional Polymers (S2DP-2)
  • 発表場所: Todaiji Temple Cultural Center （奈良県奈良市）
  • 年月日: 2016-06-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Bottom-up Growth Mechanism of Graphene Nanoribbon on Au(111) Surface (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Song, T. Nakae, T. Kojima, H. Sakaguchi
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on π-System Figuration
  • 発表場所: Community Center Urawa（埼玉県さいたま市）
  • 年月日: 2016-04-14
  • 国際学会
• [図書] Molecular Archtectonics: The Third Stage of Single Molecule Electronics (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Nakae, H. Sakaguchi
  • 総ページ数: 539
  • 出版者: Springer
• [図書] Molecular Archtectonics: The Third Stage of Single Molecule Electronics (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Nakae, H. Sakaguchi, (Ed. by T. Ogawa)
  • 出版者: Springer