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AFMを用いた単一分子性ナノワイヤ・ナノシートの伝導度解析

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0395
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))

配分区分基金
研究分野 無機化学
研究機関東北大学 (2021-2022)
京都大学 (2019-2020)
東京大学 (2018)

研究代表者

坂本 良太  東北大学, 理学研究科, 教授 (80453843)

研究期間 (年度) 2019 – 2022
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
キーワードナノワイヤ / ナノシート / 低次元物質 / 導電性 / 光触媒 / 光機能 / ジピリン / グラフィジイン / ジチオレン / 分子低次元系 / SPM
研究開始時の研究の概要

申請者は単一ナノワイヤ・ナノシートが単離可能という貴重な特性を有する分子低次元系の創製を達成した. 一方、海外共同研究グループのうち、Prof. F. Zamora・Prof. P. Amo-Ochoa両教授は導電性SPMを用いた単一の金属錯体ナノワイヤの詳細な伝導度測定およびその理論的解釈を発表した. そこで本国際共同研究では, 単一鎖・シートに単離可能なナノワイヤ・ナノシートとSPMによる伝導度測定・解析技術を融合させ, これら革新的ナノ材料のエレクトロニクス方面への展開を具現化する.

研究成果の概要

種々の分子性ナノワイヤ・ナノシートを合成し,主としてこれらの伝導性を生かした応用展開(触媒・二次電池など)の追究を行った.当初,スペイン・マドリード自治大学のProf. Felix ZamoraおよびProf. Pilar Amo-Ochoaの元に滞在し共同研究を進める予定であったが,コロナ禍の影響を全面的に受けた結果,海外渡航を断念することとなった.しかしながら,ウェビナー開催・分子性ナノシートに関する共著総説執筆などを通じ,先方からの助言による分子性ナノシート・ナノワイヤに関する研究進捗改善と国際交流を実現した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

新規ナノ材料としての二次元物質「ナノシート」が文科省の平成26年度戦略目標に設定されるなど,その重要性・注目度は近年飛躍的に増大している.一次元分子性ポリマーの単一分子鎖は金属・半導体ナノ材料よりも更に微小な,究極のナノ材料となりうる.しかしながら,どちらも応用展開を示した例は存在しなかった.本研究は上記課題解決の端緒となる成果であり,学術的意義は大きく,将来的には社会・産業的意義にも通ずるものである.Prof. Felix ZamoraおよびProf. Pilar Amo-Ochoaは本研究領域の有力研究者であり,二人との関係性強化を果たしたことも意義深い.

報告書

(4件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Two-Dimensional Metal?Organic Framework Acts as a Hydrogen Evolution Cocatalyst for Overall Photocatalytic Water Splitting2022

    • 著者名/発表者名
      Guan Jingyan、Pal Tigmansu、Kamiya Kazuhide、Fukui Naoya、Maeda Hiroaki、Sato Tetsu、Suzuki Hajime、Tomita Osamu、Nishihara Hiroshi、Abe Ryu、Sakamoto Ryota
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 12 号: 7 ページ: 3881-3889

    • DOI

      10.1021/acscatal.1c05889

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Manipulation of charge carrier flow in Bi4NbO8Cl nanoplate photocatalyst with metal loading2022

    • 著者名/発表者名
      Kanta Ogawa, Ryota Sakamoto, Chengchao Zhong, Hajime Suzuki, Kosaku Kato, Osamu Tomita, Kouichi Nakashima, Akira Yamakata, Takashi Tachikawa, Akinori Saeki, Hiroshi Kageyama, Ryu Abe
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 13 号: 11 ページ: 3118-3128

    • DOI

      10.1039/d1sc06054f

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 新しい物質群「3Dカーボン構造体」の創成2022

    • 著者名/発表者名
      坂本良太,仁科勇太,神谷和秀,西原洋知,生越友樹
    • 雑誌名

      化学

      巻: 77 ページ: 29-33

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Ultralong π-Conjugated Bis(terpyridine)metal Polymer Wires Covalently Bound to a Carbon Electrode: Fast Redox Conduction and Redox Diode Characteristics2021

    • 著者名/発表者名
      K.-H. Wu, R. Sakamoto, H. Maeda, E. J. H. Phua, H. Nishihara
    • 雑誌名

      MOLECULES

      巻: 26 号: 14 ページ: 4267-4267

    • DOI

      10.3390/molecules26144267

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Layered Perovskite Oxyiodide with Narrow Band Gap and Long Lifetime Carriers for Water Splitting Photocatalysis2021

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Kanta、Suzuki Hajime、Zhong Chengchao、Sakamoto Ryota、Tomita Osamu、Saeki Akinori、Kageyama Hiroshi、Abe Ryu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 号: 22 ページ: 8446-8453

    • DOI

      10.1021/jacs.1c02763

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Earth-abundant iron(iii) species serves as a cocatalyst boosting the multielectron reduction of IO3-/I- redox shuttle in Z-scheme photocatalytic water splitting2021

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Murofushi, Kanta Ogawa, Hajime Suzuki, Ryota Sakamoto, Osamu Tomita, Kosuke Kato, Akira Yamakata, Akinori Saeki, Ryu Abe
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: - 号: 19 ページ: 11718-11725

    • DOI

      10.1039/d1ta01703a

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbon-rich materials with three-dimensional ordering at the angstrom level2020

    • 著者名/発表者名
      Fa Shixin、Yamamoto Masanori、Nishihara Hirotomo、Sakamoto Ryota、Kamiya Kazuhide、Nishina Yuta、Ogoshi Tomoki
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 11 号: 23 ページ: 5866-5873

    • DOI

      10.1039/d0sc02422h

    • NAID

      120006958098

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 分子性ナノシート・ナノワイヤの新展開2021

    • 著者名/発表者名
      坂本 良太
    • 学会等名
      第245 回有機エレクトロニクス材料研究会 「トポロジカル絶縁体」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] ポストグラフェン材料の創製と用途開発最前線: 二次元ナノシートの物性評価、構造解析、合成、成膜プロセス技術、応用展開2020

    • 著者名/発表者名
      柚原淳司、他
    • 総ページ数
      448
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      4860436571
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-02-06   更新日: 2025-01-30  

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