研究課題
【研究目的】本研究では，溶液中に浸された結晶の電気伝導度を，同溶液内に存在するイオン種によって制御できる分子トランジスタの開発を目指す．本素子の開発には，クラウンエーテルによって形成されるイオンチャネル構造と，局在電子系を形成する[Ni(dmit)2]が共存した物質を用いる．我々はこれまでに，イオンを含んだ水溶液に本系を浸すと，チャネル内部のイオンと水溶液中のイオンを結晶状態で交換できることを明らかにしている．そこで本研究では，この結晶に電子受容性あるいは供与性イオンを導入することで，[Ni(dmit)2]相の電子状態を制御し，絶縁/導電性をスイッチできる新しいタイプの分子トランジスタを目指す．【当該年度の実施計画と成果】我々はこれまでに，イオンチャネル構造と局在電子系が共存した物質の作製に成功している．例えば，クラウンエーテルとして[18]crown-6，金属イオンとしてリチウムイオンを選択したとき，Li2([18]crown-6)3[Ni(dmit )2]2 (1塩)の単結晶を得ている．本系を塩化カリウム水溶液に浸したところ，チャネル内部のLi+イオンが全てK +イオンに交換されることを， IRスペクトル，電子線マイクロアナライザ，ICP発光分光分析から確認した．そこで当該年度は，Cu2+イオン以外の金属イオンとの交換を試み，IR測定やEPMA測定，電導度測定などの基礎物性を評価することを目標とした．具体的な成果として，Zn2+イオンやCs+イオン，Co2+イオンなどへの交換に成功し，これら試料の組成をEPMA，IR，ICP発光分析などから明らかにした．
2: おおむね順調に進展している
当該年度の目標として，Cu2+イオン以外の金属イオンとの交換を試み，IR測定やEPMA測定，電導度測定などの基礎物性を評価することを目標とした．実際，Zn2+イオンやCs+イオン，Co2+イオンなどへの交換に成功し，これら試料の組成をEPMA，IR，ICP発光分析などから明らかにしたことから，当初の研究通りに進展している．
今後の研究の推進方策として，電子受容性イオンとして電子供与性イオンを繰り返し交換できるイオン種の組み合わせを探査し，最終的にはホール-電子ドーピングによる絶縁化/遍歴化が繰り返し行える「イオンスイッチ分子トランジスタ」を実現する。例えば，１塩に電子供与性イオンを導入し遍歴化した系に，電子受容性イオンを導入することで再び絶縁化することが可能になる．これを繰り返すことで，１塩の電気伝導パスを開閉できる．具体的には，母体結晶に対してホールドーピングを行い，局在電子系の遍歴化を達成する．次いで，この結晶に対して電子供与性イオンを導入する．これにより，ホールドープされた結晶に再び電子ドープを行うことが可能になり，再び絶縁化が起こると考えられる．更に，この系に再びホールドープを行い遍歴化する。一連のホール-電子注入を繰り返し，「イオンスイッチ分子トランジスタ」の繰り返し性能を評価する．
当該年度に導入を計画していた機器の納入時期が大幅に遅れることが予測されたため，これを次年度に繰り越したため．
前年度に導入を計画していた機器を本年度導入するため，使用計画に大きな変更はない．
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すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 8件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (45件) (うち国際学会 31件、 招待講演 2件) 産業財産権 (1件) 学会・シンポジウム開催 (2件)
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