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単一分子組織化を目指す新規グラフェン分子細線の合成

公募研究

研究領域分子アーキテクトニクス:単一分子の組織化と新機能創成
研究課題/領域番号 26110513
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) 2014-07-10 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2015年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2014年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードボトムアップ合成 / ナノ材料 / 分子細線
研究実績の概要

グラフェンナノリボンは、“有限幅を持つグラフェン”すなわち一次元量子構造であり、分子幅やエッジ構造に依存した優れた半導体的性質を持つことが理論的に予測され、デバイス応用が期待される新物質である。しかし分子幅や化学構造を規定し、且つデバイス化につながる大量合成法が未開拓であり、その確立が世界的に望まれている。本提案では、分子設計した原料分子を、高い反応性を持つ気固界面(原料分子ー金属表面)で重合・脱水素縮環することにより、従来困難であった分子幅とエッジ構造を制御したグラフェンナノリボンの大量合成法(ラジカル重合型化学気相成長法)を世界に先駆けて開発し、単一分子素子やその組織化構造を創成し、電場・磁場スイッチング素子や確率共鳴素子等の新デバイス応用を目指した。グラフェンナノリボンを形成する前駆体分子を有機合成し、我々が開発した2ゾーン化学気相成長法を用いて金属基板上に合成し、これを表面酸化シリコン基板などへ高井スループットで再現よく転写する技術を開発した。また合成したグラフェンナノリボンを使って電界効果トランジスタを作製し、キャリア移動度を測定した結果、これまでのボトムアップ合成グラフェンナノリボンを用いるトランジスタとしては最高の値(アモルファスシリコンと同等)の大きな値を持つことがあきらかになった。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Room Temperature Phosphorescence of Crystalline 1,4-Bis(aroyl)-2,5-dibromobenzenes2016

    • 著者名/発表者名
      M. Shimizu, A. Kimura, H.Sakaguchi
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 3 号: 3 ページ: 467-473

    • DOI

      10.1002/ejoc.201501382

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-temperature synthesis of titanium oxide/gold nanoparticle composite powders using a combination of the sol-gel process and ultraviolet light irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      T. Matsumoto, T. Akiyama, S. Banya, D. Izumoto, H. Sakaguchi, T. Oku
    • 雑誌名

      Journal of Sol-Gel Science and Technology

      巻: 78(3) 号: 3 ページ: 692-697

    • DOI

      10.1007/s10971-016-3990-7

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Gold and Silver Nanoparticle in Poly(3,4-Ethylenedioxythiophene)-Poly(Styrene Sulfonate) layer on Inverted-Type Organic Thin-Film Solar Cells2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yagi, T. Akiyama, T. Matsumoto, H. Sakaguchi, T. Oku
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: 40 号: 4 ページ: 331-334

    • DOI

      10.14723/tmrsj.40.331

    • NAID

      130005113356

    • ISSN
      1382-3469, 2188-1650
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Width-Controlled Sub-Nanometer Graphene Nanoribbon Films Synthesized by Radical-Polymerized Chemical Vapor Deposition2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Sakaguchi, Yoshiyasu Kawagoe, Yoshitaka Hirano, Taku Iruka, Maki Yano, and Takahiro Nakae
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 26 号: 24 ページ: 3134-3138

    • DOI

      10.1002/adma.201305034

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of gold nanoparticle in hole- transport layer on inverted organic thin-film solar cell performance2014

    • 著者名/発表者名
      T. Akiyama, T. Nishida, T. Matsumoto, H. Sakaguchi, A. Suzuki, T. Oku
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi A

      巻: (in press) 号: 7 ページ: 1645-1650

    • DOI

      10.1002/pssa.201330674

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] C60-ethylenediamine adduct thin film as a buffer layer for inverted-type organic solar cells2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Ono, T. Akiyama, S. Banya, D. Izumoto, J. Saito, K. Fujita, H. Sakaguchi, A. Suzuki, T. Oku
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 4(66) 号: 66 ページ: 34950-34954

    • DOI

      10.1039/c4ra03965c

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis of Acene-Type Graphene Nanoribbon by Surface-Induced Homochiral Polymerization2016

    • 著者名/発表者名
      宋 少堂, 中江隆博, 小島崇寛, 坂口浩司
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 新規アセン型グラフェンナノリボンを与える表面変型分子の設計と重合・脱水素縮環機2016

    • 著者名/発表者名
      中江隆博, 宋 少堂, 小島崇寛, 坂口浩司
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Direct Observation of Homochiral Polymerization-Leading Growth of Graphene Nanoribbon on Au(111) Surface2016

    • 著者名/発表者名
      S. Song, T. Nakae, T. Kojima, H. Sakaguchi
    • 学会等名
      Institute for Chemical Research International Symposium 2016 (ICRIS'16)
    • 発表場所
      Uji campus, Kyoto university(京都府宇治市)
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface Synthesis of Acene-type Graphene Nanoribbon2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nakae, S. Song, T. Kojima, H. Sakaguchi
    • 学会等名
      第50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
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-02-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Graphene Nanoribbons Produced by 2-Zoned Chemical Vapor Deposition2015

    • 著者名/発表者名
      H. Sakaguchi
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2015)
    • 発表場所
      Honolulu(USA)
    • 年月日
      2015-12-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electronic properties of bottom-up synthesized graphene nanoribbons2015

    • 著者名/発表者名
      T. Nakae, H. Sakaguchi
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2015)
    • 発表場所
      Honolulu(USA)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Edge structure controlled synthesis of graphene nanoribbons2015

    • 著者名/発表者名
      S. Song, T. Nakae, T. Kojima, H. Sakaguchi
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2015)
    • 発表場所
      Honolulu(USA)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of polycyclic aromatic hydrocarbons by AuCl catalyzed multicyclization: candidates for a rigid π organic molecular junction2015

    • 著者名/発表者名
      T. Nakae, S. Sato, M. Takase, S. Mori, T. Okujima, H. Uno, H. Sakaguchi
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM 2015)
    • 発表場所
      Honolulu(USA)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新規アセン型GNR のボトムアップ表面合成2015

    • 著者名/発表者名
      小島崇寛・中江隆博・宋少堂・矢野真葵・坂口浩司
    • 学会等名
      第26回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学城北キャンパス(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Bottom-Up Surface Synthesis of sub-1 nm Graphene Nanoribbons by Radical-polymerized-Chemical Vapor Deposition2015

    • 著者名/発表者名
      T. Nakae, H. Sakaguchi
    • 学会等名
      International Workshop on Molecular Architectonics( IWMA 2015)
    • 発表場所
      知床グランドホテル 北こぶし(北海道斜里郡)
    • 年月日
      2015-08-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Twisted π conjugated molecule measured by atomic force microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      K. Iwata, A. Shiotari, T. Nakae, Y. Shinagawa, S. Mori, T. Okujima, H. Uno, H. Sakaguchi, Y. Sugimoto
    • 学会等名
      International Workshop on Molecular Architectonics( IWMA 2015)
    • 発表場所
      知床グランドホテル 北こぶし(北海道斜里郡)
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure-controlled surface synthesis of molecular-width graphene nanoribbons by radical polymerization-chemical vapor deposition2015

    • 著者名/発表者名
      宋小堂, 藤田翔一郎, 中江隆博, 坂口浩司
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋キャンパス(千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 2ゾーンCVD法による新規極細グラフェンナノリボンの構造制御合成2015

    • 著者名/発表者名
      中江隆博, 射鹿拓, 藤田翔一郎, 宋小堂, 坂口浩司
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋キャンパス(千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ボトムアップ表面合成したアームチェア型グラフェンナノリボンの薄膜物性2015

    • 著者名/発表者名
      小島崇寛, 中江隆博, 矢野真葵, 坂口浩司
    • 学会等名
      電気化学会第82回大会
    • 発表場所
      横浜国立大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-03-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 分子細線幅グラフェンナノリボンのボトムアップ合成と電気特性2014

    • 著者名/発表者名
      中江隆博,射鹿拓,矢野真葵,小島崇寛,坂口浩司
    • 学会等名
      第5回分子アーキテクト二クス研究会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2014-11-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] アームチェアー型sub-1 nmグラフェンナノリボンの精密合成2014

    • 著者名/発表者名
      矢野真葵,射鹿拓,中江隆博,小島崇寛,坂口浩司
    • 学会等名
      第5回分子アーキテクト二クス研究会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2014-11-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] アームチェアー型Sub-1 nmグラフェンナノリボンの精密合成2014

    • 著者名/発表者名
      矢野真葵, 射鹿拓, 中江隆博, 小島崇寛, 坂口浩司
    • 学会等名
      第8回物性科学領域横断研究会 凝縮系科学の最前線
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Bottom-Up Synthesis of sub-1 nm Graphene Nanoribbons by Surface Polymerization2014

    • 著者名/発表者名
      T. Nakae, T. Iruka, S. Fujita, M. Yano, T. Kojima, H. Sakaguchi
    • 学会等名
      International Symposium on Integrated Molecular/Materials Science and Engineering (IMSE2014)
    • 発表場所
      Nanjing(China)
    • 年月日
      2014-11-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of T-shape acene-fused biazulene molecules2014

    • 著者名/発表者名
      T. Nakae, T. Kikuchi, S. Mori, T. Okujima, H. Sakaguchi, T. Murafuji, H. Uno
    • 学会等名
      International Symposium on the Synthesis and Application of Curved Organic π-Molecules and Materials (CURO-π)
    • 発表場所
      Obaku Plaza, Kyoto University(京都府宇治市)
    • 年月日
      2014-10-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of width-controlled sub-1nm graphene nanoribbons by radical polymerization-chemical vapor deposition2014

    • 著者名/発表者名
      T. Nakae, M. Yano, T. Kojima, H. Sakaguchi
    • 学会等名
      International Symposium on the Synthesis and Application of Curved Organic π-Molecules and Materials (CURO-π)
    • 発表場所
      Obaku Plaza, Kyoto University(京都府宇治市)
    • 年月日
      2014-10-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ラジカル重合型化学気相成長法によるアームチェア端をもつsub-1nm グラフェンナノリボンの表面合成2014

    • 著者名/発表者名
      中江隆博, 矢野真葵, 小島崇寛, 坂口浩司
    • 学会等名
      第47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
    • 発表場所
      名古屋大学IB電子情報館(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Highly Efficient Multi-Benzocyclization of 2-Iodoethynyl Groups by Using AuCl Catalyst2014

    • 著者名/発表者名
      T. Nakae, Y. Kitahata, S. Sato, S. Mori, T. Okujima, H. Uno, H. Sakaguchi
    • 学会等名
      XXVI International Conference on Organometallic Chemistry (ICOMC 2014)
    • 発表場所
      Royton Sapporo (北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-07-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-11-20   更新日: 2018-03-28  

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