動的電子状態に基づいた強誘電性金属錯体液晶の分子デバイス開発

• 研究領域: 配位プログラミング ― 分子超構造体の科学と化学素子の創製
• 研究課題/領域番号: 24108733
• 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: 熊本大学
• 研究代表者: 速水 真也 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (30321912)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円); 2013年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: ソフトマテリアル / 柔軟性金属錯体 / 金属錯体液晶 / 強誘電性 / スピン転移 / 混合原子価

研究概要

省エネルギー・環境低負荷で、且つ簡便に製作できる分子デバイスの創製は、次世代の情報処理のキーテクノロジーとして嘱望されている技術開発の一つである。しかし、現在研究されている様々な分子性材料のなかで、実際に電子材料として利用できるものは極めて限られている。最近、強誘電性液晶が、高速応答・メモリ性という観点から注目され始めている。この様な液晶材料を分子デバイスとして利用する事で、新たな高機能性高速応答デバイスとしての応用が期待でき、光電子デバイス分野に新たな展開をもたらす可能性を秘めている。同時に強誘電体メモリも次世代の分子デバイスの重要なターゲットの一つである。強誘電性メモリ（FeRAM）は、デバイスの安定性、成膜条件に対する特性の依存性、また破壊読み出しである事など問題が残っているが、強誘電メモリはデバイス構造を単純化できるため、特性の良い分子性強誘電材料が得られれば、将来的には第三世代の分子デバイスへ展開も大いに期待できる。そこで本研究では、動的電子状態を有する金属錯体を組み込んだ強誘電性金属錯体液晶において、スピン転移に伴う磁気メモリ特性や電荷移動に伴う非線形光学特性の増大などの機能性の発現およびナノパターニングによるシングルドメインドットを利用した超高速応答分子デバイスの創製を目的として研究を行った。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Supramolecular interactions of terpyridine derived cores of metallomesogen precursors (2013)
  • 著者名/発表者名: Lee, Young Hoon; Harrowfield, Jack M.; Shin, Jong Won; Won, Mi Seon; Rukmini, Elisabeth; Hayami, Shinya; Min, Kil Sik; Kim, Yang
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 14 号: 10 ページ: 20729-20743
  • DOI: 10.3390/ijms141020729
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-induced Spin-crossover Actuated Single-chain Magnet (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Liu, H. Zheng, S. Kang, Y. Shiota, S. Hayami, M. Mito, O. Sato, K. Yoshizawa, S. Kanegawa, and C. Duan
  • 雑誌名: Nature Commun. 巻: 4 号: 1 ページ: 2826-2826
  • DOI: 10.1038/ncomms3826
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure and spin crossover behavior of iron(III) complex with nitroprusside (2013)
  • 著者名/発表者名: Togo, Takahiro; Amolegbe, Saliu Alao; Yamaguchi, Ryotaro; Kuroda-Sowa, Takayoshi; Nakaya, Manabu; Shimayama, Kodai; Nakamura, Masaaki; Hayami, Shinya
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 42 号: 12 ページ: 1542-1544
  • DOI: 10.1246/cl.130759
  • NAID: 130004867840
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton conductivity of graphene oxide hybrids with covalently functionalized alkylamines (2013)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, Yukino; Karim, Mohammad Razaul; Takehira, Hiroshi; Matsui, Takeshi; Taniguchi, Takaaki; Koinuma, Michio; Matsumoto, Yasumichi; Hayami, Shinya
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 42 号: 11 ページ: 1412-1414
  • DOI: 10.1246/cl.130606
  • NAID: 130004426826
  • 査読あり
• [雑誌論文] A self-assembly route to an iron phthalocyanine/reduced graphene oxide hybrid electrocatalyst affording an ultrafast oxygen reduction reaction (2013)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Taniguchi、Hikaru Tateishi (以下8名)
  • 雑誌名: Particle and Particle Systems Characterization 巻: 30巻、12号 号: 12 ページ: 1063-1070
  • DOI: 10.1002/ppsc.201300177
  • NAID: 40019815009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quaterphenylterpyridine: Synthesis and Metal Ion Complexation (2013)
  • 著者名/発表者名: Lee, Young Hoon; Fuyuhiro, Akira; Harrowfield, Jack M.; Kim, Yang; Sobolev, Alexandre N.; Hayami, Shinya
  • 雑誌名: European Journal of Inorganic Chemistry 巻: 2013 号: 34 ページ: 5862-5870
  • DOI: 10.1002/ejic.201300816
  • 査読あり
• [雑誌論文] Graphene oxide fuel cell (2013)
  • 著者名/発表者名: Tateishi, Hikaru; Hatakeyama, Kazuto; Ogata, Chikako; Gezuhara, Kengo; Kuroda, Jun; Funatsu, Asami; Koinuma, Michio; Taniguchi, Takaaki; Hayami, Shinya; Matsumoto, Yasumichi
  • 雑誌名: Journal of the Electrochemical Society 巻: 160 号: 11 ページ: F1175-F1178
  • DOI: 10.1149/2.008311jes
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bis[μ-3,5bis(pyridin-2-yl)1H-pyrazole]bis[dibromidoiron(III)] (2013)
  • 著者名/発表者名: Katsuta, Nagisa; Mishima, Akio; Fuyuhiro, Akira; Hayami, Shinya; Kawata, Satoshi
  • 雑誌名: Acta Crystallographica, Section E 巻: 69 号: 11 ページ: m574-m574
  • DOI: 10.1107/s1600536813026573
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin crossover complexes as advanced soft materials (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayami, Shinya
  • 雑誌名: Magune 巻: 8 ページ: 140-143
  • NAID: 10031176729
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrolytic graphene oxide and its electrochemical properties (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasumichi Matsumoto、Hikaru Tateishi、Michio Koinuma (以下7名)
  • 雑誌名: Journal of Electroanalytical Chemistry 巻: 704巻 ページ: 233-241
  • DOI: 10.1016/j.jelechem.2013.06.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin crossover in Co(II) metallorods replacing aliphatic tails by aromatic (2013)
  • 著者名/発表者名: Lee, Young Hoon; Won, Mi Seon; Harrowfield, Jack M.; Kawata, Satoshi; Hayami, Shinya; Kim, Yang
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 42 号: 32 ページ: 11507-11521
  • DOI: 10.1039/c3dt51396c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Graphene Oxide Nanosheet with High Proton Conductivity (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Karim, K. Hatakeyama. T. Matsui, H. Takehiro, T. Taniguchi, M. Koinuma, Y. Matsumoto, T. Autogawa, T. Nakamura, S. Noro, T. Yamada, H. kitagawa, S. Hayami
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 135 号: 22 ページ: 8097-8100
  • DOI: 10.1021/ja401060q
  • URL: http://dx.doi.org/10.1021/ja401060q
  • 査読あり
• [雑誌論文] catena-Poly-[[[(2,2'-bipyridine-κ2N,N')-manganese(II)]-μ-(2,5-dichloro-3,6- dioxocyclohexa-1,4-diene-1,4-diolato)-κ4O1,O6: O3,O4] ethanol disolvate] (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Nishimura, A. Himegi, A. Fuyuhiro, S. Hayami and S. Kawata
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. E 巻: E69 号: 2 ページ: 119-120
  • DOI: 10.1107/s1600536813001438
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Behavior and Liquid Crystal Properties in Spin Crossover Cobalt(II) Compounds with Long Alkyl Chains (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayami, Shinya; Karim, Mohammad Razaul; Lee, Young Hoon
  • 雑誌名: European Journal of Inorganic Chemistry 巻: 2013 号: 5-6 ページ: 683-696
  • DOI: 10.1002/ejic.201201107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced and engineered d^0 ferromagnetism in molecularly-thin zinc oxide nanosheets (2013)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Taniguchi、Kazuhiro Yamaguchi (以下11名)
  • 雑誌名: Advanced Functional Materials 巻: 23巻、25号 号: 25 ページ: 3140-3145
  • DOI: 10.1002/adfm.201202704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tris-Alkoxylphenylterpyridine Cobalt(II) Complexes: Synthesis, Structure, and Magnetic and Mesomorphic Behaviors (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. H. Lee, M. R. Karim, Y. Ikeda, T. Shimizu, S. Kawata, A. Fuyuhiro, and S. Hayami
  • 雑誌名: J. Inorg. Organomet. Polym. 巻: 23(1) 号: 1 ページ: 186-192
  • DOI: 10.1007/s10904-012-9729-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferroelectric and mesomorphic properties of oxovanadium(IV) complexes with long alkoxy chains (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ohta
  • 雑誌名: Inorg. Chem. Commun. 巻: 16 ページ: 89-91
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reversible Electron Transfer in a Linear {Fe2Co} Trinuclear Complex Induced by Thermal Treatment and Photoirraditaion (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Liu
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 51 ページ: 4367-4370
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-Crossover Behaviors Based on Intermolecular Interactions for Cobalt(II) Complexes with Long Alkyl Chains (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Komatsu
  • 雑誌名: Eur. J. Inorg. Chem. 巻: 2012 ページ: 2769-2775
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Structure and Magnetic Properties of Pentapyridyl-based Iron(II) and Cobalt(II) Complexes (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. H. Lee
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 41 ページ: 620-621
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spiral Assembly of the 1D Chain Sheet of Fe(NCBH3)2(bpa)2#8226;(biphenyl) (bpa = 1,2-bis(4-pyridyl)ethane) and its Stepwise Spin-Crossover Phenomenon (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Nakashima
  • 雑誌名: Polymers 巻: 4 ページ: 880-888
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manipulation of the heme electronic structure by external stimuli and ligand field (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohgo
  • 雑誌名: Hyperfine Interact. 巻: 206 ページ: 23-33
  • 査読あり
• [雑誌論文] Copper(II) Complexes of Two New Pyridyl-Aliphatic Amine Ligands: Synthetic, Structural, EPR, and Magnetic Studies (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. H. Lee
  • 雑誌名: Aust. J. Chem. 巻: 65 ページ: 926-930
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis, Structure and Luminescence Properties of Cu(II), Zn(II) and Cd(II) Complexes with 4'-Terphenylterpyridine (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. H. Lee
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 41 ページ: 10825-10831
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photochemical Engineering of Graphene Oxide Nanosheets (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Koinuma
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 116 ページ: 19822-19827
  • 査読あり
• [学会発表] Molecular Functions Based on Intermmolecuar Interacyions (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinya Hayami
  • 学会等名: Kumamoto Symposium
  • 発表場所: Kumamoto Unniversity
  • 招待講演
• [学会発表] Graphene Oxide Nanosheet with Hight Proton Conductivity (2013)
  • 著者名/発表者名: Shhinya Hayami
  • 学会等名: International Conference on Advanced Complex Inorganic Nanomaterials
  • 発表場所: The University of Namur, Belgium
• [学会発表] Molecular Functions Based on Intermmolecuar Interacyions (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinya Hayami
  • 学会等名: International Symposium on Nano Ssupramolecular Chemistry
  • 発表場所: Gajamada University, Indonesia
  • 招待講演
• [学会発表] Graphene Oxide Nanosheet with Hight Proton Conductivity (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinya Hayami
  • 学会等名: Asian Conference on Coordination Chemistry
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Amphiphilic Self-Assembly and Functionality for Lipid-Packaged Metal Complexes (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinya Hayami
  • 学会等名: ICCC
  • 発表場所: Valencia, Spain
  • 年月日: 2012-09-09
• [学会発表] Soft Metal Complexes Based on Dynamic Electron States (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinya Hayami
  • 学会等名: ISCSC
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2012-08-12
  • 招待講演
• [学会発表] グラフェンハイブリッドに基づいた光触媒 (2012)
  • 著者名/発表者名: 速水真也
  • 学会等名: 配位光化学討論会
  • 発表場所: 東京、東大生産研
  • 年月日: 2012-08-06
• [学会発表] 分子間相互作用に基づいた機能性金属錯体 (2012)
  • 著者名/発表者名: 速水真也
  • 学会等名: 分子研シンポジウム
  • 発表場所: 岡崎、分子研
  • 年月日: 2012-06-01
  • 招待講演
• [学会発表] 分子間相互作用に基づいた機能性金属錯体 (2012)
  • 著者名/発表者名: 速水真也
  • 学会等名: 首都大講演会
  • 発表場所: 東京、首都大
  • 招待講演
• [図書] Amphiphilic and liquid crystalline spin crossover complexes (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinya haymi
  • 総ページ数: 25
  • 出版者: John Wiley & Sons Ltd.
• [備考] Hayami Lab.
  • URL: http://www.sci.kumamoto-u.ac.jp/~hayami/index.html
• [備考] 速水研究室研究成果
  • URL: http://www.sci.kumamoto-u.ac.jp/~hayami/index.html