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2016 年度 実績報告書

分子アーキテクトニクスに向けた機能性分子合成と構造物性相関解明

計画研究

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 25110004
研究機関大阪大学

研究代表者

家 裕隆  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (80362622)

研究期間 (年度) 2013-06-28 – 2018-03-31
キーワード有機化学 / ナノ材料 / 有機導体 / 少数電子素子 / 分子アーキテクトニクス
研究実績の概要

研究の全体構想は有機合成化学・構造有機化学に基づく機能性π電子系開発を切り口として、有機分子のエレクトロニクス応用に向けて基盤となる学術的成果を得ることである。この中で本研究では、分子アーキテクトニクスの実現に不可欠な“分子コンポーネント”を系統的に設計・開発し、分子構造に基づく物性と機能を明らかとすることを目的とする。具体的には、金属電極-有機分子界面での局所電子状態の解明と電荷輸送能の調節を目指した新規なアンカー分子、および、分子導線を開発する。さらに、これらの特徴を活かすことで、単分子ナノエレクトロニクス材料や集積化機能材料へと展開する。昨年度までに鎖長10nmの完全被覆型分子ワイヤの合成を達成し、その基礎物性評価と電気伝導特性評価を行った。しかし、学術論文投稿に向けてより精密な電気伝導特性評価が不可欠であるため、本年度は走査型トンネル顕微鏡を用いた電気伝導特性の再評価に注力した。一方で、一定間隔で捻じれを導入した被覆分子ワイヤの開発を設計し合成を行った。創出した分子ワイヤの基礎物性評価としてサイクリックボルタンメトリー測定や電子吸収スペクトル測定を行った。アンカーユニットに関しては、共役を途切れさせることなく被覆導線部位と結合可能なユニットの重要中間体までを昨年度達成していた。今年度はこの合成を継続し、目的とする三脚分子の開発を達成した。さらに、これを両端に導入した分子開発に関しても重要中間体まで合成を達成した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

今年度は完全被覆型オリゴチオフェンの電気伝導特性の再評価に時間を費やすこととなったが、結果は順調に得られているため。

今後の研究の推進方策

これまでの知見を活かした分子開発を継続することで当初の予想以上の研究の進展が期待できる状況である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Three-dimensional pi-conjugated compounds as non-fullerene acceptors in organic photovoltaics: the influence of acceptor unit orientation at phase interfaces on photocurrent generation efficiency2017

    • 著者名/発表者名
      S. Jinnai, Y. Ie, Y. Kashimoto, H. Yoshida, M. Karakawa, Y. Aso
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. A.

      巻: 5 ページ: 3932-3938

    • DOI

      10.1039/C6TA10608K

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electron-Accepting pi-Conjugated Molecules with Fluorine-Containing Dicyanovinylidene as Terminal Groups: Synthesis, Properties, and Semiconducting Characteristics2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Ie, A. Uchida, N. Kawaguchi, M. Nitani, H. Tada, F. Kakiuchi, and Y. Aso
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 18 ページ: 4320-4323

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.6b02070

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis, Properties, and Photovoltaic Performance of a Donor-Acceptor Copolymer Having Pyradinobisthiazole as the Acceptor Unit2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Ie, S. Sasada, M. Karakawa, Y. Aso
    • 雑誌名

      J. Photopolym. Sci. Technol

      巻: 29 ページ: 571-574

    • DOI

      http://doi.org/10.2494/photopolymer.29.571

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 長鎖オリゴチオフェンの分子内ホッピング伝導機構解明に向けて有効共役長を精密に調節した被覆型分子ワイヤの開発2017

    • 著者名/発表者名
      井上拓也、家 裕隆、岡本祐治、大戸達彦、山田 亮、夛田博一、安蘇芳雄
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学・日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] Development of Novel pi-Conjugated Systems for Electronic Application: Chemical Structures-Properties-Function Relationship2016

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ie, Yoshio Aso
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Frontiers of Polymers and Advanced Materials
    • 発表場所
      Deajeon, Korea
    • 年月日
      2016-10-31 – 2016-11-04
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of New pi-Conjugated Compounds towards Single-molecule Electronics and Thin-film Electronics2016

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ie, Yoshio Aso
    • 学会等名
      UPAC 12th International Conference on Novel Materials and their Synthesis
    • 発表場所
      Changsha, China
    • 年月日
      2016-10-14 – 2016-10-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 薄膜エレクトロニクスへの応用に向けた新規電子受容性ユニットに基づく有機半導体材料の開発2016

    • 著者名/発表者名
      家 裕隆
    • 学会等名
      有機エレクトロニクスデバイス・材料に関する研究討論会
    • 発表場所
      銀杏会館
    • 年月日
      2016-09-30 – 2016-09-30
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Electron-Transporting pi-Conjugated Systems for Organic Semiconducting Materials2016

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ie
    • 学会等名
      International Conference on Flexible and Printed Electronics
    • 発表場所
      Yamagata University
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 単分子エレクトロニクスへの応用に向けて共役を確保した三脚型アンカー化合物の合成と単分子膜評価2016

    • 著者名/発表者名
      川口奈々、家 裕隆、安蘇芳雄
    • 学会等名
      第27回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 年月日
      2016-09-01 – 2016-09-03
  • [学会発表] 有機薄膜型太陽電池に向けた非フラーレン系アクセプター材料の開発:構造と薄膜物性と光電変換特性の相関2016

    • 著者名/発表者名
      家 裕隆
    • 学会等名
      第12回有機太陽電池シンポジウム
    • 発表場所
      おうばくプラザ
    • 年月日
      2016-07-14 – 2016-07-14
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis, Properties, and Photovoltaic Performance of Copolymers Having New Electron-Accepting Units2016

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ie
    • 学会等名
      The 33rd International Conference of Photopolymer Science and Technology
    • 発表場所
      Makuhari Messe, Chiba
    • 年月日
      2016-06-22 – 2016-06-24
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and Monolayer Evaluation of Tripodal Compounds with Selenophene or Selenol as Anchoring Functional Groups for Single-Molecule Electronics2016

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ie, Nana Kawaguchi, Kazunari Tanaka, Yoshio Aso
    • 学会等名
      The 13th International Conference on the Chemistry of Selenium and Tellurium
    • 発表場所
      Nagaragawa Convention Center
    • 年月日
      2016-05-23 – 2016-05-27
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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