| 研究課題/領域番号 |
15H03790
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
鈴木 孝紀 北海道大学, 理学研究院, 教授 (70202132)
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| 研究分担者 |
藤原 憲秀 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (20222268)
上遠野 亮 北海道大学, 理学研究院, 助教 (60432142)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 酸化還元 / 分子素子 / 分子メモリ |
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| 研究実績の概要 |
本研究提案で申請者は、分子エレクトロニクスに対して構造有機化学的アプローチを行うこととし、新たな作用機序にて動作する「有機π電子系の分子メモリ設計指針の提案」と「プロトタイプ分子の構築とその基本動作達成」を通じて、「単一有機分子ｎビット」という新概念を確立することを目的とした研究を展開している。その際、高い電気化学的双安定性を持ち、中性状態と荷電状態の電子交換が起こらないdyrex(動的酸化還元)骨格を活用し、またdyrex骨格がｎ個連結された有機分子とすることで、1分子がnビットを担う分子を提案創生する。dyrex骨格や連結リンカーの最適化を経て、リニア連結型、及び二次元連結型（デンドリマ様及びハニカム様連結型）オリゴマーの構築とその挙動調査を行う。またdyrex骨格を主鎖に組み込んだ鎖状共役系について、主鎖の伝導性が段階的に制御可能な可変抵抗分子ワイヤとしての働く可能性を探求している。
今年度は、１）ダイアド、トライアド（n=2,3）の構築法の確立、２）dyrex骨格それぞれが1ビットのメモリユニットとして動作し得ることの確認、３）メモリユニットとすべきdyrex骨格の最適化/新規開発、並びに最適な連結リンカーの選択についての検討を行った。 １）については、パーフルオロビフェニル骨格を基本とし、その芳香族求核置換反応によるエチニル基の導入を鍵とする合成法で、目的とする骨格が構築できることを確認した。２）について、上記で得られた、異なる共役型スペーサーを含む一連の分子群の、サイクリックボルタンメトリー、電解時の電子スペクトル変化、ＤＦＴ計算から明らかとなった。３）について、１）２）の結果を合わせて考察し、選択を進めた。
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| 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
先の研究計画に示した通りの進捗が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、4)「リニア型連結分子でのオリゴマー(n>4)形成とその挙動調査」、5)「リニア型連結分子の抵抗可変型分子ワイヤとしての特性調査」を進める予定である。
前者に関連して、リニア型連結分子でのオリゴマーについての検討からは、Hay又は園頭条件でのカップリング反応が効率よく進行することが示されている。両端に連結用の官能基を有するdyrex化合物を出発物として、リニアオリゴマーの発生単離と、それらのｎビットメモリとしての特性調査を行う。以上のようなワンショットでのオリゴマー化と並行して、分子数の完全に制御された多段階での合成経路で合成されたものとの比較も行う。
後者に関連して、リニア型連結分子の抵抗可変型分子ワイヤとしての特性調査のために、オリゴマーの直接的なX線構造解析は分子ダイナミクス計算による平均構造の推定を行い、電気化学的手法による測定データと合わせて検討を進める。
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