界面化学制御に基づく新機能材料デザイン

• 研究課題/領域番号: 25288040
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能物性化学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 栄長 泰明 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (00322066)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2015年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2013年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
• キーワード: 界面 / 光制御 / ダイヤモンド / 磁性 / フォトクロミズム / 超伝導

研究成果の概要

本研究では「固体物質の電子状態を化学的に制御できる光機能界面を構築することで、自在に界面電子状態を操ることのできる方法論を確立すること」を目標とした。さらに、この考え方を「超伝導性」に拡張し、その特性を光制御できる新材料を創製することを通じて、次世代に向けた新規な光機能性材料創製の技術提案を行った。26年度には、「超高濃度にホウ素をドープしたダイヤモンド」の界面に着目し、水素終端のダイヤモンド薄膜と、表面酸化を行ったダイヤモンド薄膜ではその臨界電流値が異なることを見出し、27年度には、フォトクロミック化合物であるアゾ化合物を表面修飾することで、その超伝導特性を可逆に光制御することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] A New Family of Anionic FeIII Spin Crossover Complexes Featuring a Weak-field N2O4 Coordination Octahedron (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Takahashi, Kiko Kawamukai, Mitsunibu Okai, Tomoyuki Mochida, Takahiro Sakurai, Hitoshi Ohta, Takashi Yamamoto, Yasuaki Einaga, Yoshihito Shiota, Kazunari Yoshizawa
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 22 号: 4 ページ: 1253-1257
  • DOI: 10.1002/chem.201504883
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Co-Fe Prussian Blue Analogue Intercalated into Diamagnetic Mg-Al Layered Double Hydroxides (2016)
  • 著者名/発表者名: C. Zhang, T.Yamamoto, Y. Einaga
  • 雑誌名: Nanomater. Nanotech. 巻: 未定
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Photochromism-Induced Amplification of Critical Current Density in Superconducting Boron-Doped Diamond with an Azobenzene Molecular Layer (2015)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Natsui, Takashi Yamamoto, Miku Akahori, Yasuaki Einaga
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 巻: 7 号: 1 ページ: 887-894
  • DOI: 10.1021/am5074613
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Antiferromagnetic Transition in a Novel Star-Shaped High Spin Fe(III) Tetranuclear Cluster from a Mononuclear Coordination Anion Featuring π-Extended Schiff Base Ligands (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Takahashi, Kiko Kawamukai, Tomoyuki Mochida, Takahiro Sakurai, Hitoshi Ohta, Takashi Yamamoto, Yasuaki Einaga, Hatsumi Mori, Yasuyuki Shimura, Toshiro Sakakibara, Takumi Fujisawa, Akira Yamaguchi, Akihiko Sumiyama
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 44 号: 6 ページ: 840-842
  • DOI: 10.1246/cl.150196
  • NAID: 130005074605
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Novel Fe(II) spin crossover complexes involving a chalcogen-bond and pai-stacking interactions with a paramagnetic and nonmagnetic M(dmit)2 anion (M = Ni, Au; dmit = 4,5-dithiolato-1,3-dithiole-2- thione) (2015)
  • 著者名/発表者名: Mitsunobu Okai, Kazuyuki Takahashi, Takahiro Sakurai, Hitoshi Ohta, Takashi Yamamoto, Yasuaki Einaga
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. C 巻: 3 号: 30 ページ: 7858-7864
  • DOI: 10.1039/c5tc00859j
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synergistic Spin Transition between Spin Crossover and Spin-Peierls-like Singlet Formation in the Halogen-Bonded Molecular Hybrid System: [Fe(Iqsal)2][Ni(dmit)2](CH3CN)(H2O) (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Fukuroi et al.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 53 号: 7 ページ: 1983-1986
  • DOI: 10.1002/anie.201309865
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure-Distortion-Induced Photomagnetic Effect in Azobenzene/Polyoxometalate Langmuir-Blodgett Films (2013)
  • 著者名/発表者名: Takashi Yamamoto, Yasushi Umemura, Yasuaki Einaga
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 42 号: 45 ページ: 16014-16020
  • DOI: 10.1039/c3dt51402a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modulation of Critical Current Density in Polycrystalline Boron-Doped Diamond by Surface Modification (2013)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Natsui, Takashi Yamamoto, Takeshi Watanabe, Yoichi Kamihara, Yasuaki Einaga
  • 雑誌名: Physica Status Solidi B 巻: 250 号: 9 ページ: 1943-1949
  • DOI: 10.1002/pssb.201349058
  • 査読あり
• [学会発表] 層状複水酸化物ナノシートの光磁気物性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本 崇史・坪井 知也・栄長 泰明
  • 学会等名: 日本化学会・第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学（京都府・京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Photoresponsive Magnetic Nanoparticle Composed of Spiropyran and FePt (2015)
  • 著者名/発表者名: Kento Tsuda, Tomoko Hosomi, Elena Yuryeva, Takashi Yamamoto, Yasuaki Einaga
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (PACIFICHEM 2015)
  • 発表場所: Honolulu (USA)
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] 超伝導ダイヤモンドにおける臨界電流密度の光制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 夏井 敬介・山本 崇史・赤堀 未来・栄長 泰明
  • 学会等名: 第29回・ダイヤモンドシンポジウム
  • 発表場所: 東京理科大学（東京都・葛飾区）
  • 年月日: 2015-11-17
• [学会発表] Click Functionalization of Boron-Doped Diamond Electrode (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Yamamoto, Miku Akahori, Keisuke Natsui, Yasuaki Einaga
  • 学会等名: The 21st China-Japan Bilateral Symposium on Intelligent Electrophotonic Materials and Molecular Electronics (SIEMME’21)
  • 発表場所: Xiamen (China)
  • 年月日: 2015-09-10
  • 国際学会
• [学会発表] 磁性－半導体ナノシート積層体における垂直磁気異方性の光変調 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坪井 知也・難波 広彰・山本 崇史・栄長 泰明
  • 学会等名: 2014年 光化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 年月日: 2014-10-11 – 2014-10-13
• [学会発表] ホウ素ドープダイヤモンドにおける超伝導特性の光変調 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本 崇史・赤堀 未来・夏井 敬介・栄長 泰明
  • 学会等名: 2014年 光化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 年月日: 2014-10-11 – 2014-10-13
• [学会発表] Functionalization of Superconducting Diamond via Electro-Click Chemistry (2014)
  • 著者名/発表者名: Miku Akahori,Keisuke Natsui, Takashi Yamamoto, Yasuaki Einaga
  • 学会等名: 65th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
  • 発表場所: Lausanne, Switzerland
  • 年月日: 2014-08-31 – 2014-09-05
• [学会発表] バイオ応用に資する室温強磁性ナノ粒子の創製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本 崇史・細美 朋子・青木 寛・長崎 幸夫・栄長 泰明
  • 学会等名: 日本化学会・第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] ホウ素ドープダイヤモンドにおける超伝導特性の光制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 夏井 敬介・赤堀 未来・山本 崇史・栄長 泰明
  • 学会等名: 日本化学会・第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 磁性―半導体ナノシート積層体における磁気特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坪井 知也・難波 広彰・山本 崇史・栄長 泰明
  • 学会等名: 日本化学会・第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Functionalization of Boron-Doped Diamond by Surface Click Modification
  • 著者名/発表者名: Miku Akahori, Keisuke Natsui, Takashi Yamamoto, Yasuaki Einaga
  • 学会等名: China-Japan Bilateral Symposium on Intelligent Electrophotonic Materials and Molecular Electronics (SIEMME’ 19)
  • 発表場所: 北京（中国）