研究課題
グラフェンナノリボンは，“有限幅を持つグラフェン”すなわち一次元量子構造であり、分子幅やエッジ構造に依存した優れた半導体的性質を持つことが理論的に予測され、高性能デバイスとして期待される新物質である。理論的・実験的側面からシリコンを凌駕する電気特性を示すことが注目されている次世代の半導体材料である．均質な材料を量産し理論予測された細線幅・エッジ構造に依存した物性を実験的に明らかにするためにはボトムアップ的合成による精密合成と物性評価が不可欠である。我々が開発した２ゾーン型化学気相成長法を用いることで，原料分子の熱的活性化と表面重合を独立温度制御することにより，分子設計した原料分子からグラフェンナノリボンを高効率で表面合成し，未知の物性を明らかにすることができた．本提案では、従来困難であった非対称構造を有するジグザグエッジ型などの新しい構造を持つGNRの合成を目指す．今年度は非対称楮を与える原料分子の設計・合成を行い，表面重合の検討を行った．我々が分子設計したZ型前駆体分子を用いると、表面分子変形、ホモキラル重合、高効率分子内縮環反応が表面上を起こり、非常に高い効率でアセン型グラフェンナノリボンを表面合成することが明らかになった。この新しい表面触媒作用に着想を得て，非対称型グラフェンナノリボンの前駆体となる原料分子の設計を行い，表面重合反応により得られる表面高分子の構造について解析を行った．
2: おおむね順調に進展している
我々が分子設計したZ型前駆体分子を用いることで，表面分子変形，ホモキラル重合，高効率分子内縮環反応が表面上を起こり，非常に高い効率でアセン型グラフェンナノリボンを表面合成することが明らかになった。この新しい表面触媒作用に着想を得て，分子設計を行うことで非対称型GNRへの変換を目的とした原料分子の設計・合成を行い，表面重合反応について検討を行うことで，表面分子変型が駆動する表面重合の選択性に関する知見を得ることができたため。
今年度得られた知見を基にして，非対称構造を持つ前駆体分子を設計し合成する．独自の分子設計に基づく原料分子を，我々の開発した2ゾーン型化学気相成長法を用いて表面重合・脱水素縮環反応を行い，新規GNRの合成と機能の解明を目指す．Z型前駆体分子により発見した効率の良い重合反応および分子内脱水素縮環反応を引き起こす新しい反応原理である表面分子変型と表面分子識別反応機構の原理を深化させることで，機能性GNRを高効率で合成することを目指す．
すべて 2017 2016
すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件)
Tetrahedron
巻: 73 ページ: 957～963
10.1016/j.tet.2017.01.015
Nat. Chem.
巻: 9 ページ: 957-963
10.1038/NCHEM.2614
J. Am. Chem. Soc.
巻: 138 ページ: 7540-7543
10.1021/jacs.6b04941
Tetrahedron Lett.
巻: 57 ページ: 3160-3162
10.1016/j.tetlet.2016.06.021
