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電位入力型ON/OFF機能の付与された双安定性分子ジャンクションの創成

研究課題

研究課題/領域番号 20K21184
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分33:有機化学およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

鈴木 孝紀  北海道大学, 理学研究院, 教授 (70202132)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード分子デバイス / 酸化還元系 / 動的酸化還元 / 電気化学的双安定性 / 分子 / 動的酸化還元系 / 分子ジャンクション / 分子素子 / 分子薄膜
研究開始時の研究の概要

分子ジャンクション研究の現状では実用には未だ程遠い。スイッチ可能なジャンクションであっても、それがモデル実現のための工夫(光照射、温度変化)である限りには、応用には結びつけるのは困難である。画期的なデバイスデザインにより新たなパラダイムを拓くことが必要であり、C.A.Nijhuis教授がブレークスルーをもたらした電極接合の新手法、応募者が提案する画期的な 分子性材料の両者が組み合わされて初めて、近未来での持続可能な社会へ貢献できる新技術が確立される。

研究成果の概要

ON/OFF機能が付与されたスイッチャブルな分子ジャンクションの特性を左右する要因を明らかにし、それを利用した画期的なデバイスを目指すための基礎研究として、分子薄膜形成に供する材料開発を行い、電位入力型材料開発のための斬新な分子設計指針を確立した。特に、OFF状態とON状態が同一分子内に共存する物質を合成することで、動的酸化還元系における電気化学的双安定性の完全な証明を行うとともに、OFF状態とON状態変換の中間状態のスペクトル観測を通じてそのメカニズムの解明を達成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

分子薄膜の両面に電極が接合された分子ジャンクションは、エレクトロニクスの高速化とダウンサイジングに不可欠な将来的技術であり、ON/OFF機能を付与し、更にその特性を左右する電極接合の方法ならびに分子薄膜を形成する材料開発の両面での研究を推進することで、画期的なデバイスデザインにより新たなパラダイムを拓き、近未来での持続可能な社会へ貢献できる新技術を確立することが可能となる。

報告書

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

    (28件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 6件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] 南京大学(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Universite de Strasbourg(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Universiteit Twente(オランダ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] National University of Singapore(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] 南京大学(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] リヨン大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 国立シンガポール大学(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] トゥウェンテ大学(オランダ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] An Activatable Afterglow/MRI Bimodal Nanoprobe with Fast Response to H2S for In Vivo Imaging of Acute Hepatitis2022

    • 著者名/発表者名
      Zeng Wenhui、Wu Luyan、Ishigaki Yusuke、Harimoto Takashi、Hu Yuxuan、Sun Yidan、Wang Yuqi、Suzuki Takanori、Chen Hong‐Yuan、Ye Deju
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 61 号: 4

    • DOI

      10.1002/anie.202111759

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Anthraquinodimethane Ring-Flip in Sterically Congested Alkenes: Isolation of Isomer and Elucidation of Intermediate through Experimental and Theoretical Approach2022

    • 著者名/発表者名
      Ishigaki Yusuke、Tadokoro Tomoki、Harabuchi Yu、Hayashi Yuki、Maeda Satoshi、Suzuki Takanori
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 95 号: 1 ページ: 38-46

    • DOI

      10.1246/bcsj.20210355

    • NAID

      130008159263

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chalcogen Bond versus Halogen Bond: Changing Contributions in Determining the Crystal Packing of Dihalobenzochalcogenadiazoles2022

    • 著者名/発表者名
      Ishigaki Yusuke、Shimomura Kai、Asai Kota、Shimajiri Takuya、Akutagawa Tomoyuki、Fukushima Takanori、Suzuki Takanori
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 95 号: 3 ページ: 522-531

    • DOI

      10.1246/bcsj.20220008

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Solid‐State Assembly by Chelating Chalcogen Bonding in Quinodimethane Tetraesters Fused with a Chalcogenadiazole2022

    • 著者名/発表者名
      Ishigaki Yusuke、Asai Kota、Jacquot de Rouville Henri‐Pierre、Shimajiri Takuya、Hu Johnny、Heitz Val?rie、Suzuki Takanori
    • 雑誌名

      ChemPlusChem

      巻: 87 号: 4

    • DOI

      10.1002/cplu.202200075

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Ratiometric Photoacoustic Probe with a Reversible Response to Hydrogen Sulfide and Hydroxyl Radicals for Dynamic Imaging of Liver Inflammation2022

    • 著者名/発表者名
      Wu Luyan、Zeng Wenhui、Ishigaki Yusuke、Zhang Junya、Bai He、Harimoto Takashi、Suzuki Takanori、Ye Deju
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 61 号: 37

    • DOI

      10.1002/anie.202209248

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multiple molecular interactions between alkyl groups and dissociated bromine atoms on Ag(111)2022

    • 著者名/発表者名
      Kawai Shigeki、Sugawara Kazuma、Ma Yujing、Sun Kewei、Custance Oscar、Ishigaki Yusuke、Suzuki Takanori
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 24 号: 36 ページ: 22191-22197

    • DOI

      10.1039/d2cp03198a

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geometrical and Electronic Structure of Cation Radical Species of Tetraarylanthraquinodimethane: An Intermediate for Unique Electrochromic Behavior2022

    • 著者名/発表者名
      Ishigaki Yusuke、Fukagawa Reina、Sugawara Kazuma、Harimoto Takashi、Suzuki Takanori
    • 雑誌名

      Chemistry An Asian Journal

      巻: 17 号: 22 ページ: 202200914-202200914

    • DOI

      10.1002/asia.202200914

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near‐Infrared Electrochromic Behavior of Dibenzothiepin Derivatives Attached with Two Michler's Hydrol Blue Units2022

    • 著者名/発表者名
      Ishigaki Yusuke、Takata Masaki、Shimajiri Takuya、Wu Luyan、Zeng Wenhui、Ye Deju、Suzuki Takanori
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 28 号: 70 ページ: 202202457-202202457

    • DOI

      10.1002/chem.202202457

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 9,9'-Bi(xanthene)-Type Hexaphenylethane Derivatives as Advanced Organic Electrochromic Systems2021

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Takanori、Ishigaki Yusuke、Takata Masaki、Nishida Jun-ichi、Fukushima Takanori
    • 雑誌名

      HETEROCYCLES

      巻: 102 号: 3 ページ: 419-450

    • DOI

      10.3987/rev-20-938

    • NAID

      40022530045

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] [1,2,5]Chalcogenadiazole-fused Dicyanonaphthoquinodiimines: Larger Contribution from Chalcogen Bond than Weak Hydrogen Bond in Determining Crystal Structures2021

    • 著者名/発表者名
      Ishigaki Yusuke、Asai Kota、Shimajiri Takuya、Suzuki Takanori
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 50 号: 6 ページ: 1184-1187

    • DOI

      10.1246/cl.210095

    • NAID

      130008053405

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Redox-active tetraaryldibenzoquinodimethanes2021

    • 著者名/発表者名
      Ishigaki Yusuke、Sugawara Kazuma、Tadokoro Tomoki、Hayashi Yuki、Harimoto Takashi、Suzuki Takanori
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 57 号: 59 ページ: 7201-7214

    • DOI

      10.1039/d1cc02260a

    • 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] Generation of hydroxyl radical-activatable ratiometric near-infrared bimodal probes for early monitoring of tumor response to therapy2021

    • 著者名/発表者名
      Wu Luyan、Ishigaki Yusuke、Zeng Wenhui、Harimoto Takashi、Yin Baoli、Chen Yinghan、Liao Shiyi、Liu Yongchun、Sun Yidan、Zhang Xiaobo、Liu Ying、Liang Yong、Sun Pengfei、Suzuki Takanori、Song Guosheng、Fan Quli、Ye Deju
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41467-021-26380-y

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Hysteretic Three-State Redox Interconversion among Zigzag Bisquinodimethanes with Non-fused Benzene Rings and Twisted Tetra-/Dications with [5]/[3]Acenes Exhibiting Near-Infrared Absorptions2021

    • 著者名/発表者名
      Ishigaki Yusuke、Harimoto Takashi、Sugawara Kazuma、Suzuki Takanori
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 号: 9 ページ: 3306-3311

    • DOI

      10.1021/jacs.1c00189

    • 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
  • [雑誌論文] Heterocyclic Ring‐Opening of Nanographene on Au(111)2021

    • 著者名/発表者名
      Sun Kewei、Sugawara Kazuma、Lyalin Andrey、Ishigaki Yusuke、Uosaki Kohei、Taketsugu Tetsuya、Suzuki Takanori、Kawai Shigeki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: - 号: 17 ページ: 9427-9432

    • DOI

      10.1002/anie.202017137

    • 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
  • [雑誌論文] Molecular Recognition by Chalcogen Bond: Selective Charge‐Transfer Crystal Formation of Dimethylnaphthalene with Selenadiazolotetracyanonaphthoquinodimethane2021

    • 著者名/発表者名
      Ishigaki Yusuke、Asai Kota、Rouville Henri‐Pierre Jacquot、Shimajiri Takuya、Heitz Val?rie、Fujii‐Shinomiya Hiroshi、Suzuki Takanori
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 2021 号: 6 ページ: 990-997

    • DOI

      10.1002/ejoc.202001554

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chalcogen Bond versus Weak Hydrogen Bond: Changing Contributions in Determining the Crystal Packing of [1,2,5]-Chalcogenadiazole-Fused Tetracyanonaphthoquinodimethanes2021

    • 著者名/発表者名
      Ishigaki Yusuke、Asai Kota、Shimajiri Takuya、Akutagawa Tomoyuki、Fukushima Takanori、Suzuki Takanori
    • 雑誌名

      Organic Materials

      巻: 03 号: 02 ページ: 090-096

    • DOI

      10.1055/s-0041-1725046

    • 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
  • [雑誌論文] 5-Arylidenetetronate as a Versatile Electrophore for Pi-Extended Electron Acceptors2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hayashi, Yusuke Ishigaki, Jeremy Merad, Takanori Suzuki, Maurice Medebielle
    • 雑誌名

      HETEROCYCLES

      巻: in press 号: 1 ページ: 165-165

    • DOI

      10.3987/com-20-s(k)2

    • 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] Expandability of the Covalent Bond: A New Facet Discovered in Extremely Long Csp3-Csp3 Single Bonds2020

    • 著者名/発表者名
      Ishigaki Yusuke、Uchimura Yasuto、Shimajiri Takuya、Suzuki Takanori
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: - 号: 4 ページ: 1385-1393

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200374

    • NAID

      130008037387

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 構造有機化学からバイオセンサーへ、癌治療へ2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木孝紀
    • 学会等名
      有機合成化学夏季セミナー(関西支部)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] "“刺激的”な有機合成化学: 電気化学刺激応答性を利用した 単一分子メモリへの挑戦"2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木孝紀
    • 学会等名
      CSJフェスタ
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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