分子性ナノワイヤの構築と機能開拓

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14204068
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 中村 貴義 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (60270790)
• 研究分担者: 芥川 智行 北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (60271631) ; 長谷川 達生 産業技術総合研究所, 研究員 (00242016)
• キーワード: 分子性ナノワイヤ / マクロサイクリックTTF / 分子性導体 / AFM / 分子配向 / IR / ESR

研究概要

1.分子ナノワイヤを形成する他のマクロサイクリックTTF誘導体の電荷移動錯体を検討した。
マクロサイクリックTTF誘導体に対し、適当なアクゼプターと組み合わせることで、高導電性の分子性ナノワイヤを得ることを目的に研究を行った。具体的には、これまで用いてきた2鎖型マクロサイクリックTTFと種々のTCNQ(テトラシアノキノジメタン)誘導体を組み合わせ、分子ナノワイヤの構築を行い、構造を評価した。また、マクロサイクリックTTFの誘導体化についても着手した。これまでに、BEDT-TTF型の構造を持つ分子や、4鎖型また、マクロサイクリック部位の環サイズの異なる誘導体などの合成に向けて、中間体の合成を行った。
2.ワイヤリング技術の開発
種々のパラメータの検討を通じて、ワィヤ生成の仕組みを理解すると共に、その最適条件を求めることを目的に研究を行った。種々の成膜条件を検討し、ナノワイヤ形成に最適な条件を絞り込んだ。さらに、金ナノ粒子などを導入した複合ナノワイヤ構造の構築に着手した。
3.分子ナノワイヤネットワークの構造・物性評価
ナノワイヤネットワークの構造をプローブ顕微鏡で評価し、また、光学測定およびESR測定により、分子の配向およびコンフォメーションを含め、分子レベルでのナノワイヤの構造の評価を試みた。特に、IRの透過およびRAS測定において、強い二色性がみられ、吸光度をもとに、分子配向について議論した。

研究成果

• [文献書誌] T.Akutagawa: "Formation of Oriented Molecular Nanowires on Mica Surface"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99. 5028 (2002)
• [文献書誌] T.Akutagawa: "Crystal Structures and Magnetism of [Ni(dmit)_2]^-Salts with Supramolecular Cations of M^+(15-crown-5)"Mol. Cryst. Liq. Cryst. 376. 39 (2002)
• [文献書誌] T.Akutagawa: "Supramolecular Cation Assemblies of Hydrogen-Bonded (NH_4^+/NH_2NH^+_3)(Crown Ether) in [Ni(dmit)_2]-Based Molecular Conductors and Magnets"J. Am. Chem. Soc. 124. 8903 (2002)
• [文献書誌] T.Akutagawa: "Coupled Protonic and Electronic Conduction in Molecular Conductor : [2-(2-1H-benzimidazolyl)-1H-benzimidazolium]-TCNQ"Chem. Euro. J.. 8. 4402 (2002)
• [文献書誌] S.Nishihara: "Two Polymorphs of (anilinium)(18-crown-6)[Ni(dmit)_2] ; Structure and Magnetic Properties"J. Solid. State Chem. 168. 661 (2002)
• [文献書誌] T.Akutagawa: "Magnetic Properties of [Ni(dmit)_2]^-Anions Induced by Flexible Hydrogen-bonded Supramolecular Cations (p-Xylylenediammonium^<2+>)(Crown Ethers)_2"J. Phys. Chem. B. 107. 66 (2002)
• [文献書誌] T.Akutagawa: "Hydrogen-bonded supramolecular(2,2'-bi-1H-benzimidazole)(2-(2-1H-benzimidazolyl)-1H-benzimidazolium^+)_2(Cl^-) as an electron donor in a TCNQ complex electron donor in a TCNQ complex"CrystEngComm. 5. 54 (2003)
• [文献書誌] T.Nakamura, T.Matsumoto.H.Tada, K.-I.Sugiura, (eds): "Chemistry of Nanomolecular Systems ; Toward the Realization of Molecular Devices"Springer Verlag(Berlin). 190 (2002)