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表面重合した新規ナノ炭素細線の分子レベル電子計測

公募研究

研究領域π造形科学: 電子と構造のダイナミズム制御による新機能創出
研究課題/領域番号 17H05154
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

坂口 浩司  京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (30211931)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードナノ材料 / 表面重合 / 自己組織化 / ナノ炭素
研究実績の概要

グラフェンナノリボン(GNR)は、“有限幅を持つグラフェン”すなわち一次元炭素細線であり、分子幅やエッジ端構造に依存した電子的性質を持つことが理論的に予測されている。しかし完全共役系を達成する重合 水素縮環反 が難しく不融 不溶であるため、これまで微細加工技術を用いたトップダウン手法によるカーボンナノチューブ開裂形成や原料分子の超高真空蒸着重合などのボトムアップ法による極微量合成は報告されているものの、化学構造を規定したGNRの簡便な合成法の確立は未開拓であり、その確立が世界的に望まれている。本提案では、我々が開発した2ゾーン型化学 相成長法を用い、新規なGNRの表面合成と物性計測を目指す。今年度は、前年度に有機合成した前駆体原料分子として末端に官能基を有するZ型分子を、我々が開発した2ゾーン型化学相成長法を用いて低真空中で気化させ、高温に加熱した清浄石英表面に接触させて原料分子のラジカルを発生させ、温度制御した 結晶金属基板上でのラジカル重合反 及び脱水素縮環反応により新しい構造を持つGNRを表面合成し、走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて詳細な構造計測を行った。非対称構造と想定される分子構造を観測することができた。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 2件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 7件、 招待講演 9件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Electrostatic Repulsion-Induced Desorption of Dendritic Viologen-Arranged Molecules Anchored on a Gold Surface through a Gold-Thiolate Bond Leading to a Tunable Molecular Template2018

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Kawauchi, Takahiro Kojima, Hiroshi Sakaguchi, Tomokazu Iyoda
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 号: 22 ページ: 6420-6427

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b00858

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] (Poly)terephthalates with Efficient Blue Emission in the Solid State2018

    • 著者名/発表者名
      M. Shimizu, R. Shigitani, T. Kinoshita, H. Sakaguchi
    • 雑誌名

      Chemistry - An Asian Journal

      巻: - 号: 10 ページ: 1792-1800

    • DOI

      10.1002/asia.201801619

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 金属表面を巧みに利用したグラフェンナノリボンの合成-ボトムアップ法による精密合成2018

    • 著者名/発表者名
      小島崇寛,坂口浩司
    • 雑誌名

      化学

      巻: 73(2) ページ: 68-69

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiral Discrimination and Manipulation of Individual Heptahelicene Molecules on Cu(001) by Noncontact Atomic Force Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Shiotari Akitoshi, Tanaka Koichi, Nakae Takahiro, Mori Shigeki, Okujima Tetsuo, Uno Hidemitsu, Sakaguchi Hiroshi, Sugimoto Yoshiaki
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 9 ページ: 4997-5003

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b00487

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On-surface synthesis of graphene clusters from a Z-bar-linkage precursor with quaterphenylbranches2018

    • 著者名/発表者名
      Z. Xu, T. Kojima, W. Wang, K. Kaushik, A. Saliniemi, T. Nakae, H. Sakaguchi
    • 雑誌名

      Materials Chemistry Frontiers

      巻: 2(4) 号: 4 ページ: 775-779

    • DOI

      10.1039/c7qm00577f

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Dibenzopentalane-linking Polymers under the Two-Zone CVD and Wet Conditions2017

    • 著者名/発表者名
      M. Saito, Y. Suda, S. Furukawa, T. Nakae, T. Kojima, H. Sakaguchi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 46(8) 号: 8 ページ: 1099-1101

    • DOI

      10.1246/cl.170396

    • NAID

      130005906995

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wide graphene nanoribbons produced by interchain fusion of poly(p-phenylene) via two-zone chemical vapor deposition2017

    • 著者名/発表者名
      S. Song, T. Kojima, T. Nakae, H. Sakaguchi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 53 号: 52 ページ: 7034-7036

    • DOI

      10.1039/c7cc02849k

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strain-induced skeletal rearrangement of a polycyclic aromatic hydrocarbon on a copper surface2017

    • 著者名/発表者名
      Shiotari Akitoshi, Nakae Takahiro, Iwata Kota, Mori Shigeki, Okujima Tetsuo, Uno Hidemitsu, Sakaguchi Hiroshi, Sugimoto Yoshiaki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 16089-16089

    • DOI

      10.1038/ncomms16089

    • NAID

      120006329156

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interchain-linked Graphene Nanoribbons from Dibenzo[g,p]chrysene via Two-zone Chemical Vapor Deposition2017

    • 著者名/発表者名
      S. Song, G. Huang, T. Kojima, T. Nakae, H. Uno, H. Sakaguchi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 46(10) 号: 10 ページ: 1525-1527

    • DOI

      10.1246/cl.170614

    • NAID

      130006140003

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Orientation and Electronic Structures of Multilayered Graphene Nanoribbons Produced by Two-Zone Chemical Vapor Deposition2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kojima, Y. Bao, C. Zhang, S. Liu, H. Xu, T. Nakae, K. P. Loh, H. Sakaguchi
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 33(40) 号: 40 ページ: 10439-10445

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.7b01862

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 機能性有機分子創成のための分子ひずみを駆使した表面合成法2017

    • 著者名/発表者名
      塩足亮隼,中江隆博,宇野英満,坂口浩司,杉本宜昭
    • 雑誌名

      機能材料

      巻: 37(12) ページ: 60-67

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Gold Nanoparticle on Photon Upconversion based on Sensitized Triplet-Triplet annihilation in Polymer Films2017

    • 著者名/発表者名
      H. Yonemura, Y. Naka, M. Nishino, H. Sakaguchi, S. Yamada
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals

      巻: 654(1) 号: 1 ページ: 196-200

    • DOI

      10.1080/15421406.2017.1358044

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Silver Nanoparticle on Singlet Exciton Fission in Rubrene Films2017

    • 著者名/発表者名
      H. Yonemura, Y. Futaoka, T. Taniguchi, H. Sakaguchi, S. Yamada
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals

      巻: 654(1) 号: 1 ページ: 209-213

    • DOI

      10.1080/15421406.2017.1358046

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Preparation of Interchain-linked 2D Graphene Nanoribbons with Dibenzo[g,p]chrysene by Two-Zone Chemical Vapor Deposition2019

    • 著者名/発表者名
      Z. Pei, Z. Xu, K. Kaushik, S. Nobusue, T. Kojima, H. Sakaguchi
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] On-surface synthesis of graphene clusters from a quaterphenylbranched Z-bar-linkage precursor2019

    • 著者名/発表者名
      Z. Xu, Z. Pei, K. Kaushik, T. Kojima, S. Nobusue, H. Sakaguchi
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Biomimetic On-surface Growth of Graphene Nanoribbons2018

    • 著者名/発表者名
      H. Sakaguchi
    • 学会等名
      CIMTEC 2018(8th Forum on New Materials)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 新規Z型前駆体モノマーを用いたナノ炭素材料の表面合成2018

    • 著者名/発表者名
      小島崇寛, Xu Zhen, 坂口浩司
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Biomimetic surface reaction toward Graphene Nanoribbons2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kojima, Z. Xu, H. Sakaguchi
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry Langkawi 2018(ICPAC Langkawi2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生物模倣触媒作用を用いるグラフェンナノリボンの表面合成2018

    • 著者名/発表者名
      坂口浩司
    • 学会等名
      2018年日本表面真空学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bio-inspired on-surface fabrication of graphene nanoribbons2018

    • 著者名/発表者名
      H. Sakaguchi
    • 学会等名
      Nano-Micro Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nature-inspired on-surface synthesis of graphene nanoribbons2018

    • 著者名/発表者名
      S. Nobusue, H. Sakaguchi
    • 学会等名
      Energy Materials and Nanotechnology (EMN AUCKLAND MEETING 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of functional nanocarbon molecules by surface-induced conformation-controlled mechanism2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nakae, H. Sakaguchi
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry (ICPAC) 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生物模倣触媒を用いる機能性ナノ炭素細線の合成2017

    • 著者名/発表者名
      坂口浩司
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部平成29年度第1回 講演会「マテリアルデザインとグリーンデバイスの最前線~関西発、イノベーションと若手研究者からの発信~」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Conformation-assisted synthesis of acene-type graphene nanoribbons on Au(111)2017

    • 著者名/発表者名
      T.Kojima, T. Nakae, H. Sakaguchi
    • 学会等名
      International Symposium on Pure & Applied Chemistry (ISPAC)2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生物模倣触媒によるグラフェンナノリボンの表面合成2017

    • 著者名/発表者名
      坂口浩司
    • 学会等名
      第53回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Biomimetic on-surface synthesis of graphene nanoribbons2017

    • 著者名/発表者名
      H. Sakaguchi
    • 学会等名
      Global Research Efforts on Energy and Nanomaterials (GREEN 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Molecular Archtectonics: The Third Stage of Single Molecule Electronics2017

    • 著者名/発表者名
      T. Nakae, H. Sakaguchi
    • 総ページ数
      539
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783319570952
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-12-27  

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