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本年度は、金属水酸化物を足場とした、金属有機構造体(Metal organic framework: MOF)およびCovalent organic framework (COF)のエピタキシャル成長並びに大面積での配向薄膜の形成に関する研究を行った。その後、それら配向多孔性薄膜を用いた電子デバイス作製を試みた。
昨年度、金属水酸化物の表面に存在する規則的な水酸基に着目し、MOFの有機配位子の規則性と合わせた上で、MOFの有機配位子と反応させるとこで、MOFのエピタキシャル成長に初めて成功した。本年度は、足場として用いた金属水酸化物並びに成長層の多様化を目的とした研究に注力した。3種類の金属水酸化物の擬単結晶薄膜の形成に成功した結果、10種類以上のMOFの配向薄膜形成に成功した。また、本研究手法を拡張することによりCOFは配向薄膜の形成にも成功した。
金属水酸化物を足場としたMOFの合成手法を拡張することで、電極の上に配向MOF薄膜を形成し、電気化学的応用への利用に至った。金属水酸化物の薄膜を電極上に形成し、その金属水酸化物薄膜をMOFへ変換することで均一かつ粒子間隙の少ない配向MOF薄膜の形成に成功した。得られた電極上に形成したMOF薄膜を用いることで、MOFの均一な細孔を利用した、電気化学によるサイズ選択的なセンサーや触媒の開発に至った。得られた成果は「CrystEngComm」誌に掲載された。
また、以上の金属水酸化物を足場としたMOFの形成に関する成果は、国際学会や招待講演にて発信した。その他、MOF、COF配向薄膜の形成や応用展開に関する成果は論文執筆中である。
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