2003 年度実績報告書

スピン整流効果を示す超構造スピン分極ドナーの創成

研究課題

研究課題/領域番号	13304056
研究機関	東京大学
研究代表者	菅原正東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (50124219)
研究分担者	川田勇三茨城大学, 理学部, 教授 (10152969) 松下未知雄東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (80295477)
キーワード	スピン分極ドナー / 有機磁性金属 / スピン整流 / 磁気抵抗 / ナノ粒子 / 分子ワイヤー / 分子ワイヤーネットワーク / 有機電界効果トランジスター
研究概要	15年度は、以下のように研究を行った。 1.伝導性向上のため、セレン原子を導入したTSeF系及びBETS系スピン分極ドナーを設計・合成するとともに、その電荷移動錯体及びイオンラジカル塩の調製に成功した。BETS系スピン分極ドナーESBNは、良好な結晶性をもつイオンラジカル塩を与え、これまでで最も低い活性化エネルギー(約40meV)を持つ導電挙動を示した。高圧力の印加による、磁性金属相の発現の検討を行うに値する試料が出現したといえよう。 2.長鎖アルキル基の導入により製膜性と分子配列性を向上させたスピン分極ドナーOdTBNを合成し、電界効果トランジスター(FET)を構築し、FET特性を示すことを実証した。有機スピンに起因する磁気抵抗効果の観測が期待される。 3.両末端にチオール基を有する種々の分子ワイヤーを合成し、直径4〜20nmの金ナノ粒子との間に、金電極を繋ぐように、ネットワーク状の構造体を構築し、その導電特性を検討した。その結果、粒子のサイズと分子ワイヤーの種類及び鎖長に強く依存した導電挙動が観測された。さらに、多数の粒子を含む系でありながら、その導電特性には量子性が顕在化することがわかった。 4.スピン分極ドナーにより修飾された金ナノ粒子や、両α末端にチオールを置換したオリゴマー型スピン分極ワイヤーを用いて、上と同様の分子ワイヤーネットワークを形成した結果、磁気抵抗効果が検出された。将来、計測法の進歩に伴い、ナノ粒子ネットワークの磁気・電気特性が一層明確になり、顕著なスピン整流効果が発現するものと予想される。以上、これまでの分子構築の成果を踏まえ、イオンラジカル塩の調製、FETデバイスの作製、分子ワイヤーやナノ粒子、及びそれらのネットワーク化などの広範な手法で、スピン分極ドナーが持つ特徴的な電子構造を基礎とした分子システムの構築を試み、多くの独創的な成果が得られた。

研究成果
(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] 原田弦太, 菅原正, ほか3名: "A novel TTF-based donor carrying four nitronyl nitroxides"Tetrahedron Letters. 44. 4415-4418 (2003)
[文献書誌] 中崎城太郎, 菅原正, ほか5名: "Design of Spin-Polarized Molecular Wire as a Prototypal Unimolecular Quantum Spin Device"Internet Electronic Journal of Molecular Design. 2. 112-127 (2003)
[文献書誌] 中崎城太郎, 菅原正, ほか5名: "Design and preparation of pyrrole-based spin-polarized donors"Journal of Materials Chemistry. 13. 1011-1022 (2003)
[文献書誌] 谷口伸一, 菅原正, ほか3名: "Noncatalytic, solvent-free thermal formation of cyclic trimers using 1,6-bis (acyloxymethyl)haxa-2,4-diene derivatives"Tetrahedron Letters. 45. 2671-2675 (2004)
[文献書誌] 菅原正: "有機π配位子による金ナノ粒子の機能化とネットワーク化"有機合成化学協会誌. 62(印刷中). (2004)
[文献書誌] 高須勲, 泉岡明, 菅原正: "Observation of Quantum Paraelectricity in an Intermolecular Ionic Hydrogen-Bonded Crystal of a Squaric Acid Derivative"Journal of Physical Chemistry. A108(印刷中). (2004)
[文献書誌] 菅原正: "「分子ナノテクノロジー」金ナノ粒子ネットワークで回路をつくる"丸善出版(印刷中). (2004)

2003 年度 実績報告書

スピン整流効果を示す超構造スピン分極ドナーの創成

研究代表者

菅原 正 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (50124219)

研究成果

[文献書誌] 原田弦太, 菅原正, ほか3名: "A novel TTF-based donor carrying four nitronyl nitroxides"Tetrahedron Letters. 44. 4415-4418 (2003)

[文献書誌] 中崎城太郎, 菅原正, ほか5名: "Design of Spin-Polarized Molecular Wire as a Prototypal Unimolecular Quantum Spin Device"Internet Electronic Journal of Molecular Design. 2. 112-127 (2003)

[文献書誌] 中崎城太郎, 菅原正, ほか5名: "Design and preparation of pyrrole-based spin-polarized donors"Journal of Materials Chemistry. 13. 1011-1022 (2003)

[文献書誌] 谷口伸一, 菅原正, ほか3名: "Noncatalytic, solvent-free thermal formation of cyclic trimers using 1,6-bis (acyloxymethyl)haxa-2,4-diene derivatives"Tetrahedron Letters. 45. 2671-2675 (2004)

[文献書誌] 菅原正: "有機π配位子による金ナノ粒子の機能化とネットワーク化"有機合成化学協会誌. 62(印刷中). (2004)

[文献書誌] 高須勲, 泉岡明, 菅原正: "Observation of Quantum Paraelectricity in an Intermolecular Ionic Hydrogen-Bonded Crystal of a Squaric Acid Derivative"Journal of Physical Chemistry. A108(印刷中). (2004)

[文献書誌] 菅原正: "「分子ナノテクノロジー」 金ナノ粒子ネットワークで回路をつくる"丸善出版(印刷中). (2004)

2003 年度実績報告書

菅原正東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (50124219)

[文献書誌] 菅原正: "「分子ナノテクノロジー」金ナノ粒子ネットワークで回路をつくる"丸善出版(印刷中). (2004)