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2010 年度 実績報告書

ボトムアップ/トップダウンプロセスの融合による電子・光機能創発

計画研究

研究領域分子ナノシステムの創発化学
研究課題/領域番号 20111012
研究機関大阪大学

研究代表者

小川 琢治  大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80169185)

研究分担者 田中 啓文  大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (90373191)
キーワード分子電子素子 / 単一分子ダイオード / 単一分子トランジスター / 単分子磁石 / 単一分子メモリ / 分子集積回路
研究概要

(1)ポルフィリン-イミド分子の両端にカーボンナノチューブ電極を結合し、PCI原子間力顕微鏡を用いてその電気特性を計測したところ、整流比が非常に大きな電流-電圧特性が得られた。中心金属が亜鉛の場合とロジウムの場合では、立ち上がり電圧が異なることも明らかとなった。これらの分子の分子軌道計算を行い、大きな整流性を示す原因について考察した。
(2)三探針単一分子素子のための分子の合成に成功した。
(3)テルビウムポルフィリン・ダブルデッカー錯体の結晶構造の決定に成功し、ポルフィリンの窒素に一つプロトンが残っている構造であることがわかった。その交流磁化率を測定したところ、単一分子磁石としての特性は見られなかった。プロトンを塩基で引き抜いた化合物の合成とその結晶構造の決定にも成功し、プロトン体と比べ対称性が高くなっていることを確認した。また、アニオン体においては、単一分子磁石の性質を持つことがわかった。
(4)金ナノロッドを用いた小数分子電気特性計測に成功した。フェナントロリン誘導体の両端にチオールやジスルフィドを持つ分子を合成し、その分子のみおよびルテニウム錯体を測定したところ、ルテニウム錯体においてはヒステリシスを示すI-Vが得られた。
(5)これらの機能性分子を全自動合成装置を用いて組み合わせ「分子集積回路」を作るための基本反応を開発した。鈴木カップリングをキー反応とする逐次合成経路の開発に成功し、ポルフィリン三量体を逐次反応で合成した。
以上のように、単一分子の電気特性として重要なもののいくつかの実現に成功し、その集積化の方法開発も進展している。残りの2年以内に分子集積による高次機能の創発を成功させたい。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (23件)

  • [雑誌論文] Enhanced Red-Light Emission by Local Plasmon Coupling of Au Nanorods in an Organic Light-Emitting Diode2011

    • 著者名/発表者名
      Takuya Tanaka, Takuji Ogawa
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys.

      巻: (in press 未定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Volatile/Nonvolatile Dual-Functional Atom Transistor2011

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Hasegawa, Takuji Ogawa
    • 雑誌名

      APEX

      巻: (in press 未定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo-Assisted Formation of Atomic Switch2010

    • 著者名/発表者名
      Takami Hino, Hirofumi Tanaka, Tsuyoshi Hasegawa, Masakazu Aono, Takuji Ogawa
    • 雑誌名

      Small

      巻: 6 ページ: 1745-1748

    • DOI

      DOI:10.1002/smll.201000472

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Properties of Thiol End-Capped and Iodine-Doped Sexithiophene Disulfide Semiconducting Polymers Bridging Nanogap Gold Electrodes2010

    • 著者名/発表者名
      Wei Huang, Takuji Ogawa
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 22 ページ: 2753-2758

    • 査読あり
  • [学会発表] PCI-AFMによるナノ粒子-単層カーボンナノチューブ複合体の電気物性測定2011

    • 著者名/発表者名
      洪流・田中啓文・田中大輔・小川琢治
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] ポルフィリン-イミド単分子トランジスタの合成2011

    • 著者名/発表者名
      後藤章文・郷田隼・田中啓文・田中大輔・小川琢治
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] ポルフィリンアレイ全自動合成のための新規合成法の研究2011

    • 著者名/発表者名
      山名亜由子・小川琢治
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] ダブルデッカー型テルビウムーテトラフェニルポルフィリン錯体のプロトン付加体と脱プロトン体の合成と磁気特性2011

    • 著者名/発表者名
      猪瀬朋子・田中大輔・田中啓文・石川直人・小川琢治
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] 単分子電子素子の集積化による機能創発2011

    • 著者名/発表者名
      小川琢治
    • 学会等名
      第2回公開シンポジウム「分子ナノシステムの創発化学」
    • 発表場所
      建築会館、東京(招待講演)
    • 年月日
      2011-02-04
  • [学会発表] 金ナノロッドを用いた単一・少数分子の電気物性測定2011

    • 著者名/発表者名
      十時悠誌、田中啓文、日野貴美、小川琢治
    • 学会等名
      第2回公開シンポジウム「分子ナノシステムの創発化学」
    • 発表場所
      建築会館、東京
    • 年月日
      2011-02-04
  • [学会発表] ポルフィリン-イミドによる高機能単一分子ダイオードの研究2011

    • 著者名/発表者名
      郷田隼, 田中啓文, 田中大輔, 小川琢治
    • 学会等名
      第2回公開シンポジウム「分子ナノシステムの創発化学」
    • 発表場所
      建築会館、東京
    • 年月日
      2011-02-04
  • [学会発表] ポルフィリンアレイ全自動合成のための反応の開発2011

    • 著者名/発表者名
      野坂長範、山名亜由子、小川琢治
    • 学会等名
      第2回公開シンポジウム「分子ナノシステムの創発化学」
    • 発表場所
      建築会館、東京
    • 年月日
      2011-02-04
  • [学会発表] 少数分子電子物性と機能創発2011

    • 著者名/発表者名
      小川琢治
    • 学会等名
      超分子研究会
    • 発表場所
      大阪大学理学研究科(招待講演)
    • 年月日
      2011-01-28
  • [学会発表] Measurement of Electronic Properties of Single/Small Number of Molecules Using Gold Nano-rods2010

    • 著者名/発表者名
      Yuji Totoki, Hirofumi Tanaka, Masaki Imura, Takami Hino, Takuji Ogawa
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, Hawai
    • 年月日
      2010-12-16
  • [学会発表] Development of single molecular diode connected to carbon-nanotubes2010

    • 著者名/発表者名
      Syun Gohda, Hirofumi Tanaka, Daisuke Tanaka, Takuji Ogawa
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, Hawai
    • 年月日
      2010-12-16
  • [学会発表] Copper nanogap electrodes fabricated by the molecular ruler method toward three-terminal atomic switch devices2010

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, Hawai
    • 年月日
      2010-12-16
  • [学会発表] Development of a Route for Automated Synthesis of Porphyrin Arrays2010

    • 著者名/発表者名
      Takenori Nosaka, Ayuko Yamana, Takuji Ogawa
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, Hawai
    • 年月日
      2010-12-16
  • [学会発表] The electrical property of nanoparticles of naphthalene diimid2010

    • 著者名/発表者名
      Liu Hong, Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa
    • 学会等名
      Asisa NANO 2010, Asian Conference on Nanoscience & Nanotechnology
    • 発表場所
      National Museum of Emerging Science and Innovation (Miraikan), Tokyo
    • 年月日
      2010-11-03
  • [学会発表] The electrial property of nanoparticles of naphthalenediimide on single-walled carbon nanotube measured by PCI-AFM2010

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa
    • 学会等名
      Asisa NANO 2010, Asian Conference on Nanoscience & Nanotechnology
    • 発表場所
      National Museum of Emerging Science and Innovation (Miraikan), Tokyo
    • 年月日
      2010-11-01
  • [学会発表] Construction of Nano-structures from Conductive Nano-Materials with Functional Molecules for Molecular Electronics2010

    • 著者名/発表者名
      Takuji Ogawa, Hirofumi Tanaka, Syun Gohda, Yuji Totoki, Takenori Nosaka
    • 学会等名
      The 5th Taiwan-Japan Bilateral Symposium on Architecture of Functional Organic Molecules
    • 発表場所
      National Taiwan University (Taiwan)(Invited)
    • 年月日
      2010-10-18
  • [学会発表] 液中FM-AFMによるジイミド分子二次元構造の高分解能観察2010

    • 著者名/発表者名
      山崎将嗣、大田昌弘, 渡邉一之, 粉川良平, 大高芙紗, 三宅雄介, 田中啓文, 小川琢治
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学文教キャンパス
    • 年月日
      2010-09-17
  • [学会発表] 光アシスト原子スイッチにおけるスイッチング速度の向上2010

    • 著者名/発表者名
      日野貴美, 長谷川剛, 田中啓文, 小川琢治, 青野正和
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学文教キャンパス
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] 少数分子電子物性と機能創発2010

    • 著者名/発表者名
      小川琢治
    • 学会等名
      応用物理学会電子物性分科会
    • 発表場所
      首都大学東京 サテライトキャンパス
    • 年月日
      2010-07-27
  • [学会発表] Synthesis of single molecular diode connected to carbon-nanotubes2010

    • 著者名/発表者名
      Syun Gohda, Akifumi Goto, Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa
    • 学会等名
      International Conference on Core Research and Engineering Science of Advanced Materials (Global COE Program) & Third International Conference on Nanospintronics Design and Realization, 3rd-ICNDR
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2010-06-01
  • [学会発表] Measurement of Electronic Properties of Single/Small Number of Molecules Using Gold Nano-rods2010

    • 著者名/発表者名
      Yuji Totoki, Hirofumi Tanaka, Takami Hino, Takuji Ogawa
    • 学会等名
      International Conference on Core Research and Engineering Science of Advanced Materials (Global COE Program) & Third International Conference on Nanospintronics Design and Realization, 3rd-ICNDR
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2010-06-01
  • [学会発表] Development of a Rout for Automated Synthesis of Porphyrin Arrays2010

    • 著者名/発表者名
      Takenori Nosaka, Ayuko Yamana, Takuji Ogawa
    • 学会等名
      International Conference on Core Research and Engineering Science of Advanced Materials (Global COE Program) & Third International Conference on Nanospintronics Design and Realization, 3rd-ICNDR
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2010-06-01
  • [学会発表] Construction of Nano-structures from Conductive Nano-Materials with Functional Molecules for Molecular Electronics2010

    • 著者名/発表者名
      Takuji Ogawa, Hirofumi Tanaka, Syun Gohda, Yuji Totoki
    • 学会等名
      International Conference on Core Research and Engineering Science of Advanced Materials (Global COE Program) & Third International Conference on Nanospintronics Design and Realization, 3rd-ICNDR
    • 発表場所
      大阪大学(Invited)
    • 年月日
      2010-05-31

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公開日: 2012-07-19  

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