| 研究課題/領域番号 |
20H00401
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪公立大学 (2022-2023)
大阪府立大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
高橋 雅英 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (20288559)
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| 研究分担者 |
鈴木 一正 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (20805618)
岡田 健司 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30750301)
深津 亜里紗 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 助教 (90906950)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
45,630千円 (直接経費: 35,100千円、間接経費: 10,530千円)
2023年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2022年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2021年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2020年度: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
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| キーワード | 金属有機構造体 / エピタキシャル / 配向薄膜 / 電気伝導 / 熱伝導 / フィルター / 応答性材料 / 光学的薄膜 / ナノ多孔性 / 分子エレクトロニクス / 光機能性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
エピタキシャル成長手法を基盤技術とし、高機能MOFを対象として、(I) 機能性MOFによるエピタキシャル薄膜の基礎科学の確立、(II) エピタキシャル成長による新規機能性MOFの開拓、(III) 機能性MOF配向膜における電子移動、光励起エネルギー移動の方位と頻度の最適化の3つを達成することで、ユニークかつ高い機能性を持つ高機能電子・光機能性MOF配向薄膜を実現する。本研究の基盤となる表面科学、錯体化学、溶液合成化学の知見を融合することで配向性MOF薄膜の基礎学理を構築するとともにユニークな応用を開拓する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、金属水酸化物を基板として用いた金属有機構造体（MOF）のエピタキシャル薄膜について、基板とMOFの組み合わせの多様性を検証し、種々の金属を構成成分とするMOF配向膜の作製手法の基礎学理を確立した。特に多様な金属水酸化物からの配向成長手法を確立し、手法の汎用性を実証した点を評価している。本研究によって、大面積で配向した多結晶体として、結晶構造に依存した異方的な物性をマクロな薄膜や独立膜として測定可能となった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金属有機構造体（MOF）の高品質配向膜の作製技術を確立したことで、電子的あるいは光学的な応用に向けた基盤技術が確立できた。特に、ホストーゲストアプローチによる機能化との相乗的な利用により、MOF膜を利用したハイテクデバイスの開発が加速されることが大いに期待できる。また、基礎科学的な側面においても、無機結晶と有機分子性結晶の界面に対して重要な知見を与えるモデル系としても本成果は重要である。無機結晶と有機分子系での電子軌道を介した相関による機能発現は萌芽的研究段階であり、無機結晶側の原子配列と有機分子配列が整ったエピタキシャルMOF薄膜を介した新しい電子機能発現が大いに期待される。
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