単分子磁石精密複合化による分子スピンバルブ素子創生

• 研究課題/領域番号: 25706005
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: ナノ材料化学
• 研究機関: 関西学院大学 (2016); 大阪大学 (2013-2015)
• 研究代表者: 田中 大輔 関西学院大学, 理工学部, 准教授 (60589399)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 25,480千円 (直接経費: 19,600千円、間接経費: 5,880千円); 2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2015年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2013年度: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
• キーワード: STM / 単分子磁石 / 分子デバイス / 走査トンネル顕微鏡 / グラフェン / 超分子化学 / 走査プローブ顕微鏡 / 錯体化学 / ナノ材料科学 / ナノ材料化学 / ナノ材料 / 単分子デバイス

研究成果の概要

本研究では単分子磁石を精密に集積する手法を開発し、その分子素子構造を分子スピンバルブ素子と位置付ける。有機合成的にポルフィリンを修飾し、単分子磁石の高次構造を精密に制御するという設計指針で、巨大磁気抵抗効果を再現性良く発現する革新的分子磁性材料を開発することを目指した。本研究では、フタロシアニンと同様の配位構造をとり、かつ有機合成的手法で分子修飾が容易なポルフィリン誘導体を用いて新規ダブルデッカー型テルビウム錯体を合成し、プロトンスイッチングや炭素材料上への配列などの機能を付与することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] 2.Co-Adsorption of TbIII-Porphyrin Double-Decker Single-Molecule Magnets in a Porous Molecular Network: Toward Controlled Alignment of Single-Molecule Magnets on a Carbon Surface (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Inose, Daisuke Tanaka, Oleksandr Ivasenko, Kazukuni Tahara, Steven De Feyter, Yoshito Tobe, Hirofumi Tanaka, and Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 45 号: 3 ページ: 286-288
  • DOI: 10.1246/cl.151040
  • NAID: 130005132179
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of Protonation on the Single-Molecule-Magnet Behavior of a Mixed (Phthalocyaninato)(porphyrinato) Terbium Double-Decker Complex (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Tanaka, Nobuto Sumitani, Tomoko Inose, Hirofumi Tanaka, Naoto Ishikawa, Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: in press 号: 5 ページ: 668-670
  • DOI: 10.1246/cl.150034
  • NAID: 130005067974
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Switching of Single-Molecule Magnetic Properties of TbIII-Porphyrin Double-Decker Complexes and Observation of Their Supramolecular Structures on a Carbon Surface (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Inose, D. Tanaka, H. Tanaka, O. Ivasenko, T. Nagata, Y. Ohta, S. De Feyter, N. Ishikawa, T. Ogawa
  • 雑誌名: Chemistry - A European Journal 巻: 20 号: 36 ページ: 11362-11369
  • DOI: 10.1002/chem.201402669
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Surface Self-Assembly of <i>Trans</i>-Substituted Porphyrin Double-Decker Complexes Exhibiting Slow Magnetic Relaxation (2014)
  • 著者名/発表者名: D. Tanaka, T. Inose, S. Shimono, H. Tanaka, T. Tamaki, A. I. A. Abd El-Mageed, A. K. F. Dyab, N. Ishikawa, and T. Ogawa
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 巻: 12 号: 0 ページ: 124-128
  • DOI: 10.1380/ejssnt.2014.124
  • NAID: 130004933809
  • ISSN: 1348-0391
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 走査型トンネル顕微鏡によるヘキサアザトリフェニレン誘導体の二次元集積構造決定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小野敏典・塩尻南央・檜本晃・猪瀬朋子・雲林院宏・田中大輔
  • 学会等名: 第97回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学 日吉キャンパス（神奈川県 横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] ヘキサアザトリフェニレン誘導体と第一級アミンの方向族求核置換反応を利用した新規π共役分子の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 檜本 晃・田中 大輔
  • 学会等名: 第97回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学 日吉キャンパス（神奈川県 横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Switching Properties of Double-Decker Porphyrin Single-Molecule Magnets (2016)
  • 著者名/発表者名: D. Tanaka, N. Sumitani, T. Inose, H. Tanaka, N. Ishikawa, and T. Ogawa
  • 学会等名: The 15th International Conference on Molecule-Based Magnets（
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県 仙台市）
  • 年月日: 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] 二種の置換基を導入した新規ヘキサアザトリフェニレン誘導体の合成と評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 檜本 晃・田中 大輔
  • 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] ポルフィリン単分子磁石 の磁気挙動制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中大輔・猪瀬朋子・下野颯騎・ 酒井駿・田中啓文・小川琢治
  • 学会等名: 第25回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-09
• [学会発表] ポルフィリン単分子磁石の磁気特性評価と単分子膜作製
  • 著者名/発表者名: 田中大輔、猪瀬朋子、田中啓文、永田央、Oleksandr Ivasenko、Steven De Feyter、石川直人、小川琢治
  • 学会等名: 第24回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 学習新大学
• [学会発表] 新規ポルフィリンTbダブルデッカー型錯体の合成と 磁気特性評価
  • 著者名/発表者名: 下野颯騎、田中大輔、猪瀬朋子、田中啓文、石川直人、小川琢治
  • 学会等名: 第24回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 学習新大学
• [学会発表] ポルフィリンダブルデッカー型単分子磁石の HOPG 上分子配列制御
  • 著者名/発表者名: 猪瀬朋子、田中大輔、田中啓文、石川直人、永田央、Oleksandr Ivasenko、Steven De Feyter、田原一邦、戸部義人、小川琢治
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
• [学会発表] 単分子伝導度測定を志向したポルフィリンダブルデッカー型単分子磁石の合成と物性評価
  • 著者名/発表者名: 炭谷 宣登・Vanessa Timmerman・田中 大輔・猪瀬 朋子・田中 啓文・石川 直人・小川 琢治
  • 学会等名: 錯体化学会第６３回討論会
  • 発表場所: 琉球大学
• [学会発表] 長鎖アルキル基を導入したポルフィリンダブルデッカー型錯体の合成と磁気特性評価
  • 著者名/発表者名: 下野 颯騎・田中 大輔・猪瀬 朋子・田中 啓文・石川 直人・小川 琢治
  • 学会等名: 錯体化学会第６３回討論会
  • 発表場所: 琉球大学
• [学会発表] ポルフィリンダブルデッカー型単分子磁石のスイッチング特性
  • 著者名/発表者名: 田中 大輔・猪瀬 朋子・下野 颯騎・炭谷 宣登・田中 啓文・石川 直人・小川 琢治
  • 学会等名: 錯体化学会第６３回討論会
  • 発表場所: 琉球大学
• [学会発表] ポルフィリンダブルデッカー型単分子磁石のSTM によるHOPG 上表面構造評価
  • 著者名/発表者名: 猪瀬朋子、田中大輔、田中啓文、石川直人、永田央、Oleksandr Ivasenko、Steven De Feyter、小川琢治
  • 学会等名: 錯体化学会第６３回討論会
  • 発表場所: 琉球大学
• [学会発表] Controlling molecular alignment of double-decker single molecular magnets.
  • 著者名/発表者名: Tomoko Inose, Daisuke Tanaka, Hirofumi Tanaka, Oleksandr Ivasenko, Toshi Nagata, Steven De Feyter, Naoto Ishikawa, Takuji Ogawa
  • 学会等名: ACSIN-12 & ICSPM21
  • 発表場所: sukuba International Congress Center
• [学会発表] ポルフィリンダブルデッカー型単分子磁石の界面 微細構造評価
  • 著者名/発表者名: 猪瀬朋子、田中大輔、田中啓文、石川直人、永田央、Oleksandr Ivasenko、Steven De Feyter、田原一邦、 戸部義人、小川琢治
  • 学会等名: 日本化学会第９４春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 単分子電導度計測を目指したポルフィリン ダブルデッカー型単分子磁石の合成と物性評価
  • 著者名/発表者名: 炭谷宣登、TIMMERMAN Vanessa、田中大輔、猪瀬朋子、田中啓文、石川直人、小川琢治
  • 学会等名: 日本化学会第９４春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] アルキル鎖を導入したポルフィリンTbダブルデッカー型錯体の合成と系統的特性評価
  • 著者名/発表者名: 下野颯騎、田中大輔、猪瀬朋子、田中啓文、石川直人、小川琢治
  • 学会等名: 日本化学会第９４春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学