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

2012 年度 研究成果報告書

• 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: 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) ; 田中 大輔 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (60589399)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• 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

各種の分子を合成し、その単一分子～小数分子電気特性を計測した。またそれらの分子を単層カーボンナノチューブに結合させ、その電気特性の計測にも成功した。これらの結果から、整流性などの非線形・非対称電気特性を単一～小数分子で実現することが可能である事を示した。分子の表面上での自己組織化の機構を検討して、エントロピーの非線形項が創発現象に重要である事を明らかにした。分子・単層カーボンナノチューブにおいて、負の微分抵抗が現れることを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Rectification direction inversion in a phosphododecamolybdic acid /single-walled carbon nanotube junction (2013)
  • 著者名/発表者名: Liu Hong, Hirofumi Tanaka and Takuji Ogawa
  • 雑誌名: J. Mat. Chem. C 巻: 1(6) ページ: 1137-1143
  • DOI: DOI:10.1039/C2TC00171C
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-dependent I.V characteristics for the nanocomposite semiconducting films composed of a thiol end-capped dinuclear macrocycliccomplex and Au-NPs bridging 1 μm gap gold electrodes (2012)
  • 著者名/発表者名: Bin Hu,Xiao-Chun Chen, Wei Huang, Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa and Xiao-Zeng Youa
  • 雑誌名: Dalton Trans ページ: 14309-14315
  • DOI: DOI:10.1039/c2dt31638b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large Rectification Effect Achieved bya Combination of Carbon Nanotube Junction and Molecule-Carbon Nanotube Interface (2012)
  • 著者名/発表者名: Liu Hong, Hirofumi Tanaka, and Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 5 ページ: 115102
  • DOI: DOI:10.1143/APEX.5.115102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computational Investigation of A Photo-Switchable Single-Molecule Magnet Based on A Porphyrin Terbium Double-Decker Complex (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Inose, Daisuke Tanaka, Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Heterocycles 巻: 86 ページ: 1549-1554
  • DOI: DOI:10.3987/COM-12-S(N)86
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel charge transports in DNA-templated nanowires (2012)
  • 著者名/発表者名: Guoqing Wang, Hirofumi Tanaka, Liu Hong, Yasutaka Matsuo, Kenichi Niikura, Masuhiro Abe, Kazuhiko Matsumoto, Takuji Ogawa, Kuniharu Ijiro
  • 雑誌名: J. Mat. Chem ページ: 13691-13697
  • DOI: DOI:10.1039/c2jm31839c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of nanoparticle size to the electrical properties of naphthalenediimide on single-walled carbon nanotube wiring (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Tanaka, Liu Hong, Minoru Fukumori, Ryota Negishi, Yoshihiro Kobayashi, Daisuke Tanaka, and Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 23 ページ: 215701
  • DOI: DOI:10.1088/0957-4484/23/21/215701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Entropy-Controlled 2D Supramolecular Structures of N,N′-Bis(n-alkyl)naphthalenediimides on a HOPG Surface (2012)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Miyake, Toshi Nagata, Hirofumi Tanaka, Masashi Yamazaki, Masahiro Ohta, Ryohei Kokawa, and Takuji Ogawa
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 6 ページ: 3876-3887
  • DOI: DOI:10.1021/nn205006d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton-induced Switching of the Single Molecule Magnetic Properties of a Porphyrin Based TbIIIDouble-decker Complex (2012)
  • 著者名/発表者名: DaisukeTanaka, Tomoko Inose, Hirofumi Tanaka, Naoto Ishikawa, Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Chem. Commun ページ: 7796-7798
  • DOI: DOI:10.1039/C2CC00086E
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocurrent and Electronic Activities of Oriented-His-tagged PhotosyntheticLight-Harvesting/Reaction Centre Core Complexes Assembled onto a Gold Electrode (2012)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Kondo, Kouji Iida, Takehisa Dewa, Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa, SakikoNagashima, Kenji V. P. Nagashima, Keizo Shimada, Hideki Hashimoto, Alastair T. Gardiner, Richard J. Cogdell, and Mamoru Nango
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 13 ページ: 432-438
  • DOI: DOI:10.1021/bm201457s
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Nanogap Electrodes by the Molecular Lithography Technique (2011)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Nishino, Ryota Negishi, Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa, Koji Ishibashi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50 ページ: 035204(6)
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.50.035204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced Red-Light Emission byLocal Plasmon Coupling of Au Nanorods in an Organic Light-Emitting Diode (2011)
  • 著者名/発表者名: Takuya Tanaka,Yuji Totoki, Aya Fujiki, NobuyukiZettsu, Yusuke Miyake, Megumi Akai-Kasaya, Akira Saito, Takuji Ogawa, and Yuji Kuwahara
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 4 ページ: 032105(3)
  • DOI: DOI:10.1143/APEX.4.032105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Volatile/Nonvolatile Dual-Functional Atom Transistor (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Hasegawa,Yaomi Itoh, Hirofumi Tanaka, Takami Hino, Tohru Tsuruoka, Kazuya Terabe, Hisao Miyazaki, Kazuhito Tsukagoshi, Takuji Ogawa, Shu Yamaguchi, and Masakazu Aono
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 4 ページ: 015204(3)
  • DOI: DOI:10.1143/APEX.4.015204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo-Assisted Formation of Atomic Switch (2010)
  • 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 DisulfideSemiconducting Polymers BridgingNanogap Gold Electrodes (2010)
  • 著者名/発表者名: Wei Huang,Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa, Xiao-Zeng You
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 22 ページ: 2753-2758
  • DOI: DOI:10.1002/adma.200904026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectral and structural studies of a new oxalato-bridged dinuclear copper(II) complex having two 3-(thiophen-2-yl)-1,10-phenanthroline ligands in a trans configuration (2009)
  • 著者名/発表者名: Wei Huang and Takuji Ogawa, Inorganic
  • 雑誌名: Chimica Acta 巻: 362 ページ: 3877-3880
  • DOI: DOI:10.1016/j.ica.2009.04.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] A photo-responsive molecular wire composed of a porphyrin polymer and a fullerene derivative (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Ozawa, Kawao Masahiro, Hirofumi Tanaka and Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry 巻: 19 ページ: 8307-8313
  • DOI: DOI:10.1039/b910638c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Atmosphere on Photo-Assisted Atomic Switch Operations
  • 著者名/発表者名: T. Hino, T. Hasegawa, H. Tanaka, T. Tsuruoka, T. Ogawa, M. Aono
  • 雑誌名: Key Eng. Mater 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] Syntheses of functional molecules based on porphyrin for single molecular electronics (2013)
  • 著者名/発表者名: Takuji Ogawa, Hirofumi Tanaka, Daisuke Tanaka, Tomoko Inose, Murni Handayani, Takashi Tamaki
  • 学会等名: The Electrochemical Society, Spring meeting
  • 発表場所: Sheraton Centre Toronto, Canada
  • 年月日: 2013-05-13
• [学会発表] ナノカーボン/分子ナノ粒子複合体の電気物性と新機能発現 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中啓文
  • 学会等名: 日本学術振興会第176委員会第 70回講演会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所臨海副都心センター別館
  • 年月日: 2013-04-18
• [学会発表] 単一分子エレクトロニクスとその集積化に向けて (2013)
  • 著者名/発表者名: 小川琢治・田中啓文・田中大輔・Murni, Hanyadani・猪瀬朋子・玉木孝
  • 学会等名: 日本化学会年会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2013-03-24
• [学会発表] 逐次法による多様なポルフィリンアレイ錯体の合成と物性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 玉木孝・野坂長範・田中大輔・田中啓文・小川琢治
  • 学会等名: 錯体化学会第62回討論会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2012-09-22
• [学会発表] 有機分子による無機ナノ構造体のプログラム自己組織化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井村真咲・十時悠誌・田中大輔・田中啓文・小川琢治
  • 学会等名: 第23回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ(京都市)
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] Single molecular electronics for functionality emergence (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuji Ogawa
  • 学会等名: AsiaNano 2012
  • 発表場所: Crowne Plaza Lijiang Ancient Town、China
  • 年月日: 2012-09-09
• [学会発表] Electrical Properties of Phosphododecamolybdic Acid Adsorbed on Single-walled Carbon Nanotube (2012)
  • 著者名/発表者名: Liu Hong, Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa
  • 学会等名: IEEE 12th International Conference on Nanotechnology
  • 発表場所: International Convention Centre, Birmingham、UK
  • 年月日: 2012-08-20
• [学会発表] 逐次連結法によるポルフィリンアレイの合成とその物性測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 玉木孝・野坂長範・田中大輔・田中啓文・小川琢治
  • 学会等名: ナノ学会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2012-06-14
• [学会発表] STMによるポルフィリンダブルデッカー型錯体の単分子膜観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 猪瀬朋子、田中大輔、太田雄介、阪上祥平、田中啓文、 Oleksandr Ivasenko、Steven De Feyter、石川直人、小川琢治
  • 学会等名: 高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2012-05-29
• [学会発表] Single molecular electronics for functionality emergence (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuji Ogawa, Hirofumi Tanaka, Daisuke Tanaka, Syun Gohda, Tomoko Inose
  • 学会等名: The Electrochemical Society, Spring meeting
  • 発表場所: Seattle convention center, Seattle、USA
  • 年月日: 2012-05-06
• [学会発表] 三彩色問題解決のためのポルフィリンアレイの合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山名亜由子、田中大輔、田中啓文、小川琢治
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶応大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] ナフタレンジイミドによる単層カーボンナノチューブの金属半導体分離 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福森稔、田中啓文、洪 流、根岸良太、小林慶裕、田中大輔、小川琢治
  • 学会等名: 春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] Single molecular electronics for functionality emergence (2011)
  • 著者名/発表者名: Takuji Ogawa
  • 学会等名: USP CONFERENCES 2011、 NANOSCIENCE AND NANOTECHNOLOGY
  • 発表場所: Sao Paulo University、Brazil
  • 年月日: 2011-12-06
• [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、田中大輔、田中啓文、小川琢治
  • 学会等名: 第22回基礎有機化学討論会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] ナフタレンジイミド吸着による単層グラフェンナノリボンの電気特性変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 有馬良、田中啓文、田中大輔、小川琢治
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学 小白川キャンパス
  • 年月日: 2011-09-02
• [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・小川琢冶
  • 学会等名: 日本化学会第91春年会
  • 発表場所: 神奈川大学
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Construction of Nano-structures from Conductive Nano-Materials with Functional Molecules for Molecular Electronics (2010)
  • 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, National Taiwan University
  • 発表場所: Taipei
  • 年月日: 2010-10-18