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2006 年度 実績報告書

界面配位合成を用いる電子機能空間の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16074204
研究機関東京大学

研究代表者

西原 寛  東京大学, 大学院理学系研究科, 教授 (70156090)

研究分担者 山野井 慶徳  東京大学, 大学院理学系研究科, 助手 (20342636)
久米 晶子  東京大学, 大学院理学系研究科, 助手 (30431894)
米澤 徹  東京大学, 大学院理学系研究科, 助教授 (90284538)
キーワード共役 / 錯体 / 電子移動 / 電子輸送 / レドックス / 分子素子 / 界面 / 空間
研究概要

金電極にテルピリジンジスルフィド誘導体(tpy-AB-S)_2(1)を固定化し、適切な条件下で金属イオンの水溶液および二方向および三方向架橋ポリ(テルピリジン)配位子(tpy-L-tpy(2,3)およびL(tpy)_3(4))の溶液に交互に浸漬させることにより、金属錯体の一次元鎖状および分岐形樹状錯体オリゴマーが定量的に作製できることを、サイクリックボルタンメトリー(CV)、UV-VIS吸収スペクトル、STMおよびSEMなどの結果より明らかにした。例えば、まばらに金基板上に1を固定し、その上に3,4を組み合わせて作製した[1Fe3-3Fe4]のSTM像においては、分子サイズから見積もられる5nm×7nmと合致した均一な像が見られた。
上記のようにして作製した一次元および樹状錯体分子鎖からなる電極薄膜内の電子移動をクロノアンペロメトリーで解析した。従来の拡散型の電子移動ではなく、一次元分子鎖内のレドックス伝導として、電極と一層目の電子移動速度定数をk_1(S^<-1>)、錯体間の自己交換反応速度定数をk_2(mol cm^<-2>s^<-1>)として順次電子が鎖内をホッピングする子移動メカニズムで考えると、実験値をシミュレーションできることを示し、その電解質濃度依存性や電場効果についても明らかにした。その結果、電解質濃度が1Mと十分に高い場合には、[nFe3](n=2,4,6,8,and 10)においてk_1=220±20s^<-1>,k_2=1.4±0.3×10^<13>cm^2mol^<-1>、[nFe4](n=2,3,and4)においてk_1=260±10s^<-1>,k_2=4.7±0.3×10^<12>cm^2mol^<-1>s^<-1>と見積もられた。これは、レドックスポリマー被覆電極のレドックス伝導を、分子鎖内電子移動で解析した初めての例である。
そのほかに、Co-Ru錯体の界面配位合成、Fc-Aq共役錯体(1,4-F_<C2>Aq)のゲスト刺激による可逆的単結晶構造変換、記憶の深さを調節できるフォトクロミック錯体-フェロセニルスピロピランの合成と物性解析、電子コミュニケーションを光制御するビス(フェロセニルエチニル)エテンの合成と物性解析を行なった。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (14件)

  • [雑誌論文] Control of Coordination and Luminescence Properties of Lanthanide Complexes Using Octadentate Oligopyridine-amine Ligands2007

    • 著者名/発表者名
      A.Wada, M.Watanabe, Y.Yamanoi, T.Nankawa, K.Namiki, M.Yamasaki, M.Murata, H.Nishihara
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn. 80(2)

      ページ: 335-345

  • [雑誌論文] Synthesis of Molecular Wires of Linear and Branched Bis(terpyridine) Complex Oligomers and Electrochemical Observation of Through-bond Redox Conduction2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Nishimori, K.Kanaizuka, M.Murata, H.Nishihara
    • 雑誌名

      Chemistry-An Asian Journal 2(3)

      ページ: 367-376

  • [雑誌論文] 機能性金属ナノ粒子の設計と電極表面上への固定化2007

    • 著者名/発表者名
      山野井慶徳, 西原 寛
    • 雑誌名

      化学 62(1)

      ページ: 66-67

  • [雑誌論文] Redox-based functionalities of multinuclear metal complex systems2007

    • 著者名/発表者名
      H.Nishihara
    • 雑誌名

      Frontiers in Transition Metal-Containing Polymers(ed by A. S.Abd-El-Aziz, I. Manners, John Wiley & Sons, Inc.)

      ページ: 369-397

  • [雑誌論文] Bottom-Up Fabrication of Redox-Containing Metal Complex Polymers on an Electrode Surface2007

    • 著者名/発表者名
      K.Kanaizuka, H.Nishihara
    • 雑誌名

      Bottom-Up Nanofabrication(ed by H. S. Nalwa and K. Ariga(Amer. Sci. Pub.) (印刷中)

  • [雑誌論文] Metal-based Photoswitches Derived from Photoisomerization2007

    • 著者名/発表者名
      S.Kume, H.Nishihara
    • 雑誌名

      Structure and Bonding, Volume on "Photofunctional Transition Metal Complexes"(ed. by V.W. Yam) (印刷中)

  • [雑誌論文] Size Controlled Non-Electrochemical Growth of Prussian Blue Nanopillars2006

    • 著者名/発表者名
      S.Sunkari, S.Nagashima, M.Murata, H.Nishihara, Y.Matsui, K.Nishio, H.Masuda
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 35(4)

      ページ: 406-407

  • [雑誌論文] Synthesis of A New Terpyridine Ligand Combined with Ruthenium(II) Complex and its Usage in the Stepwise Fabrication of Complex Polymer Wires on Gold2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Ohba, K.Kanaizuka, M.Murata, H.Nishihara
    • 雑誌名

      Macromolecular. Symposia 235

      ページ: 31-38

  • [雑誌論文] A Ferrocenylspiropyran That Functions as a Molecular Photomemory with Controllable Depth2006

    • 著者名/発表者名
      S.Nagashima, M.Murata, H.Nishihara
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition 45(26)

      ページ: 4298-4301

  • [雑誌論文] Dithiolato-Bridged [MRu_2] (M = Rh, Ir, Ru) Triangular 50e^- Cluster Complexes Synthesized by Complete Metal Framework Reconstruction2006

    • 著者名/発表者名
      N.Nakagawa, M.Murata, M.Sugimoto, H.Nishihara
    • 雑誌名

      European Journal of Inorganic Chemistry

      ページ: 2129-2131

  • [雑誌論文] Visible Light Photochromism of Bis(ferrocenylethynyl)ethenes to Switch Electronic Communication between Ferrocene Sites2006

    • 著者名/発表者名
      R.Sakamoto, M.Murata, H.Nishihara
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition 45(29)

      ページ: 4793-4795

  • [雑誌論文] Guest-Induced Instant and Reversible Crystal-to-Crystal Transformation of 1,4-bis(ferrocenylethynyl)anthraquinone2006

    • 著者名/発表者名
      M.Kondo, M.Murata, H.Nishihara, E.Nishibori, S.Aoyagi, M.Yoshida, Y.Kinoshita, M.Sakata
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition 45

      ページ: 5461-5464

  • [雑誌論文] フォトクロミック反応を利用した光機能性遷移金属錯体2006

    • 著者名/発表者名
      久米晶子, 西原 寛
    • 雑誌名

      光化学 37(1)

      ページ: 17-22

  • [雑誌論文] 多機能を集積したフォトクロミック金属錯体2006

    • 著者名/発表者名
      西原 寛
    • 雑誌名

      化学フロンティア16 チャンピオンレコードをもつ金属錯体最前線-新しい機能性錯体の構築に向けて-

      ページ: 123-130

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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