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2018 年度 実績報告書

分子グリッド配線技術による分子回路工学の創成

研究課題

研究課題/領域番号 16H02299
研究機関同志社大学

研究代表者

彌田 智一  同志社大学, ハリス理化学研究所, 教授 (90168534)

研究分担者 河内 岳大  龍谷大学, 理工学部, 准教授 (70447853)
小村 元憲  沼津工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (90401512)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード分子素子 / 分子グリッド配線 / 金ナノロッド電極 / 重合配線 / 連鎖的重縮合 / π共役系高分子 / YΔ変換 / 面内伝導度
研究実績の概要

本研究は、分子素子の本来のモチベーションである「分子で回路を創る」の視点に立ち、従来の「一対のナノギャップ電極を用いた夥しい回数の電気伝導測定と統計処理」を「夥しい数の超高密度ナノギャップ電極基板を用いた電気伝導特性の一括評価」に置き換える全く新しい方法論であり、(1) 高密度金ナノロッド電極基板、(2) 重合配線用のπ共役系高分子、(3) 重合配線を追跡する表面増強ラマン散乱(SERS)計測、(4) 分子グリッド配線の伝導評価アルゴリズムの4つの要素技術からなる。
(1)について、液晶ブロックコポリマー薄膜の垂直配向ナノシリンダードメインをテンプレートに,電気めっきによって作製する垂直配向金ナノロッドアレイを,ベース電極の金薄膜から剥離した孤立金ナノロッドアレイの作製を確立した.これにより,金ナノロッド間の重合配線の面内伝導測定が可能になり,分子グリッド配線の重要な要素技術を確立した. (2)(3)については、既報の鈴木―宮浦カップリングによるドナー性のポリフルオレンによる重合配線を確立した.また,独自に開発したペルフルオロアリール基とトリアルキルシリル基をもつAB型モノマーによる連鎖的重縮合を候補に,主鎖をフッ素置換した電子欠乏性(p型)かつ水溶性π共役高分子を開発し、アミン化合物による還元的消光センシングを提案した. (4)については、三端子回路のYΔ変換をベースに、幾何学的に再帰型アルゴリズムを開発した。
各要素技術の目標をほぼ達成できた。これらを統合した分子グリッド配線を検討し,重合配線による有為な面内伝導度の増加を確認した.本成果は,SERS計測による重合配線の定量化と面内伝導度の相関のさらなるデータ取得と解析を残すものの,全く新しい分子伝導の一括評価という分子グリッド配線を実現し,高信頼性の分子伝導評価と超高感度分子センシングの道を拓くものである.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] Rutgers University/Brookhaven National Laboratory(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Rutgers University/Brookhaven National Laboratory
  • [国際共同研究] Humboldt University(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Humboldt University
  • [国際共同研究] Charles University(チェコ)

    • 国名
      チェコ
    • 外国機関名
      Charles University
  • [国際共同研究] Beijing Univ. of Chem. Technology(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Beijing Univ. of Chem. Technology
  • [雑誌論文] ynthesis and Photophysical Properties for Water-soluble Fluorinated Poly(aryleneethynylene)s2019

    • 著者名/発表者名
      Keiji Nose, Katsuya Noji, Tomokazu Iyoda, Takanobu Sanji,
    • 雑誌名

      Polym. Chem.

      巻: 10 ページ: 612-618

    • DOI

      10.1039/c8py01461b

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vibrational Cooling in Oligomeric Viologens of Different Sizes and Topologies2019

    • 著者名/発表者名
      Mengdi Liu, Takehiro Kawauchi, Tomokazu Iyoda, and Piotr Piotrowiak
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 123 ページ: 1847-1854

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.8b12165

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electrostatic Repulsion-Induced Desorption of Dendritic Viologen-Arranged Molecules Anchored on a Gold Surface through a Gold-Thiolate Bond Leading to a Tunable Molecular Template2018

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Kawauchi, Takahiro Kojima, Hiroshi Sakaguchi, Tomokazu Iyoda
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 ページ: 6420-6427

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b00858

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of Short- and Long-Wavelength Emitting Chlorophylls in Cyanobacterial Photosystem I by Plasmon-Enhanced Single-Particle Spectroscopy at Room Temperature2018

    • 著者名/発表者名
      Soya Hatazaki, Dharmendar Kumar Sharma, Shuzo Hirata, Keiji Nose, Tomokazu Iyoda, Adrian Koelsch, Heiko Lokstein, and Martin Vacha
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett.

      巻: 9 ページ: 6669-6675

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.8b03064

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ナノ・マイクロスケールのテンプレート材料化学2019

    • 著者名/発表者名
      彌田智一
    • 学会等名
      龍谷大学革新的材料・プロセス研究センター2018年度シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 金ナノロッドアレイ基板の作製と分子グリッド配線への応用2019

    • 著者名/発表者名
      野瀬啓二,山田真由理,西村由美,森田順子,彌田智一
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
  • [学会発表] Playing with 3D Templates in Nano/Micro Scales2018

    • 著者名/発表者名
      Tomokazu Iyoda
    • 学会等名
      Seminar in Beijing Univetsity of Chemical Technology
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノ・マイクロスケールのテンプレート材料科学2018

    • 著者名/発表者名
      彌田智一
    • 学会等名
      IGER Seminar in Nagoya University
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 金属ナノ構造基板の開発  テンプレートプロセス,光機能,用途開発2018

    • 著者名/発表者名
      野瀬啓二,山田真由理,西村由美,森田順子,彌田智一
    • 学会等名
      同志社大学リエゾンフェア・ハリス理化学研究所発表会
  • [図書] World Scientific Reference of Hybrid Materials vol.1 Block Copolymers Chapter 6 Highly Regular Nanocylinder Structure of Liquid Crystalline Block Copolymers PEO-b-PMA(Az) Films and Its Templating Processes2019

    • 著者名/発表者名
      Motonori Komura, Tomokazu Iyoda (
    • 総ページ数
      1500
    • 出版者
      World Scientific
    • ISBN
      978-981-3270-48-0
  • [図書] CSJ Current Review 分子アーキテクトにクス 単分子技術が拓く新たな機能2018

    • 著者名/発表者名
      彌田智一(分担執筆,11章)
    • 総ページ数
      220
    • 出版者
      化学同人
    • ISBN
      9784759813913

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公開日: 2019-12-27  

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