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優れた電荷移動特性発現を目指した剛直さと柔らかさを有する自己組織化単分子膜の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K14190
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分32020:機能物性化学関連
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

林 宏暢  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (00736936)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードアントラセン / 多量体 / 電荷輸送特性 / 単分子膜 / 前駆体法 / 有機半導体 / 自己組織化 / 有機デバイス / 単結晶
研究成果の概要

自己組織化単分子膜電界効果トランジスタ(SAMFET)に応用可能な、剛直性と柔軟性を兼ね備えたアントラセン多量体の合成法確立と基板上への単分子膜形成を目指し研究を行なった。SAMFETでは、電荷輸送部位にアルキル基などの置換基が導入されていない場合に効果的なpi-piスタッキングが期待できる。本研究では、光変換型前駆体法を用いることで、上記の要求を満たす分子合成が可能であることを実証できた。また合成した分子の溶液を基板に浸漬させることで、単分子膜形成に成功し、その膜構造を評価した。本研究で得られた成果は、高効率SAMFET実現に新しい知見を与えるものであると考えている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

SAMFETは単一分子が吸着部位・スペーサー・電荷輸送部位・コンタクト部位を有するため高純度化も可能であり、うまく分子を作り込めば、高い電荷輸送特性を発現できる系になる。しかし、溶解性の問題からこれまで、電荷輸送部位にアルキル基などの置換基を導入せざるを得なかった。本研究での成果は、光変換型前駆体法の利用によりこの問題を回避できることを示すものであり、今後のSAMFET用分子の設計に一石を投じるものである。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Empa(スイス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct borylation of terrylene and quaterrylene2020

    • 著者名/発表者名
      Kano Haruka、Uehara Keiji、Matsuo Kyohei、Hayashi Hironobu、Yamada Hiroko、Aratani Naoki
    • 雑誌名

      Beilstein Journal of Organic Chemistry

      巻: 16 ページ: 621-627

    • DOI

      10.3762/bjoc.16.58

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Open-circuit-voltage shift of over 0.5 V in organic photovoltaic cells induced by a minor structural difference in alkyl substituents2020

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Mitsuharu、Terai Kengo、Quinton Cassandre、Hayashi Hironobu、Aratani Naoki、Yamada Hiroko
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 11 号: 7 ページ: 1825-1831

    • DOI

      10.1039/c9sc04956h

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Anthracene Derivatives with Azaacene‐Containing Iptycene Wings and the Utilization as a Dopant for Solution‐Processed Organic Light‐Emitting Diodes2019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Hironobu、Kato Yuki、Matsumoto Akinobu、Shikita So、Aizawa Naoya、Suzuki Mitsuharu、Aratani Naoki、Yasuda Takuma、Yamada Hiroko
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 25 号: 68 ページ: 15565-15571

    • DOI

      10.1002/chem.201903476

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Edge Functionalization on the Bottom-Up Synthesis of Nano-Graphenes2019

    • 著者名/発表者名
      Manabu Ohtomo, Hironobu Hayashi, Kenjiro Hayashi, Hideyuki Jippo, Juanjuan Zhu, Ryunosuke Hayashi, Junichi Yamaguchi, Mari Ohfuchi, Hiroko Yamada, Shintaro Sato
    • 雑誌名

      ChemPhysChem

      巻: 20 号: 24 ページ: 3366-3372

    • DOI

      10.1002/cphc.201900510

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On-surface light-induced generation of higher acenes and elucidation of their open-shell character2019

    • 著者名/発表者名
      Urgel Jose I.、Mishra Shantanu、Hayashi Hironobu、Wilhelm Jan、Pignedoli Carlo A.、Di Giovannantonio Marco、Widmer Roland、Yamashita Masataka、Hieda Nao、Ruffieux Pascal、Yamada Hiroko、Fasel Roman
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 861-861

    • DOI

      10.1038/s41467-019-08650-y

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A remarkably strained cyclopyrenylene trimer that undergoes metal-free direct oxygen insertion into the biaryl C-C σ-bond2019

    • 著者名/発表者名
      Kurosaki Ryo、Hayashi Hironobu、Suzuki Mitsuharu、Jiang Julong、Hatanaka Miho、Aratani Naoki、Yamada Hiroko
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 10 号: 28 ページ: 6785-6790

    • DOI

      10.1039/c9sc01777a

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Torsional chirality generation based on cyclic oligomers constructed from an odd number of pyrenes2019

    • 著者名/発表者名
      Kurosaki Ryo、Suzuki Mitsuharu、Hayashi Hironobu、Fujiki Michiya、Aratani Naoki、Yamada Hiroko
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 号: 65 ページ: 9618-9621

    • DOI

      10.1039/c9cc03123e

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Ethynylene-Bridged Pentacene Dimer: Two-Step Synthesis and Charge-Transport Properties2018

    • 著者名/発表者名
      Kawano Koki、Hayashi Hironobu、Yoshimoto Shinya、Aratani Naoki、Suzuki Mitsuharu、Yoshinobu Jun、Yamada Hiroko
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 56 ページ: 14916-14920

    • DOI

      10.1002/chem.201803002

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アントラセン多量体を用いた自己組織化単分子膜の作製2020

    • 著者名/発表者名
      角田 暢・林 宏暢・山田 容子
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] On-surface light-induced synthesis of higher acenes from alpha-diketone-type precursors2019

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Hayashi, Hiroko Yamada
    • 学会等名
      14th International Symposium on Functional pi-Electron Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and characterization of large acenes by using on-surface synthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Hayashi, Hiroko Yamada
    • 学会等名
      Materials Research Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Charge transport property of an ethynylene-bridged pentacene dimer2019

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Hayashi, Hiroko Yamada
    • 学会等名
      10th International Conference on Molecular Electronics & BioElectronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シクラセン合成を目指した屈折構造を利用した環状化合物の合成法の開拓2019

    • 著者名/発表者名
      林宏暢・山田容子
    • 学会等名
      第30回基礎有機科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光変換型前駆体法を利用したアントラセン多量体の合成2019

    • 著者名/発表者名
      角田 暢、林 宏暢、山田容子
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 屈曲した前駆体構造を利用した環状化合物の合成2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 静香、林 宏暢、荒谷 直樹、山田 容子
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] On-Surface Synthesis of Self-Assembled Graphene Nanoribbon from Partially Fluorinated Precursors2018

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Hayashi, Hiroko Yamada
    • 学会等名
      On-surface synthesis 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] イプチセン骨格を導入したアントラセン誘導体の合成と有機ELへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      加藤祐希、林宏暢、松本彬伸、敷田蒼、相澤直矢、安田琢麿、山田容子
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Visible-light-induced photodecarbonylation of alpha-diketone-type large acene precursors on Au(111) surface2018

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Hayashi, Hiroko Yamada
    • 学会等名
      第55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
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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