カーボンナノチューブ電極による単分子電子素子の研究

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19310079
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 小川 琢治 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80169185)
• 研究分担者: 田中 啓文 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (90373191)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: ナノ材料創製 / 分子デバイス

研究概要

究極の電子素子として一つの分子が電子部品として機能する素子の研究を行った。その研究により次の結果を得た。1.必要な機能を持つ分子を全自動合成装置で合成するための基本反応の開発に成功した。2.分子を結合するための分子レベルの幅を持った電極を種々の金属を用いて作成する新規手法の開発に成功した。3.分子を結合する手法として金ナノロッドを用いた素子開発に成功した。4.単一分子からなるダイオードとしては、世界最高の整流比を持つものの作成に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Spectral and structural studies of a new oxalato-bridged dinuclear copper(II) complex having two 3-(thiophen-2-yl)-1, 10-phenanthroline ligands in a trans configuration (2009)
  • 著者名/発表者名: Wei Huang, Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Inorganic Chimica Acta 362 ページ: 3877-3880
• [雑誌論文] A photo-responsive molecular wire composed of a porphyrin polymer and a fullerene derivative (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Ozawa, Kawao Masahiro, Hirofumi Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry 19 ページ: 8307-8313
• [雑誌論文] Preparation of long conjugated porphyrin polymers with gold nanoparticles at both ends as electronic and/or photonic molecular wires (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Ozawa, Masahiro Kawao, Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Chem. Lett 38 ページ: 542-543
• [雑誌論文] Spectral, structural, and computational studies of a new family of ruthenium(ii) complexes containing substituted 1, 10-phenanthroline ligands and in situ electropolymerization of a phenanthrolineruthenium(ii) complex bridging nanogap gold electrodes (2009)
  • 著者名/発表者名: Wei Huang, Li Wang, Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Eur. J. Inorg. Chem ページ: 1321-1330
• [雑誌論文] ナノ構造の電気伝導直接測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中啓文, 小川琢治
  • 雑誌名: 機能材料 5月号 ページ: 41-49
• [雑誌論文] Effects of metal-ion complexation for the self-assembled nanocomposite films composed of gold nanoparticles and 3. 8-bis(terthiophenyl)phenanthroline-base d dithiols bridging 1 micro meter gap gold electrodes: Morphology, temperature dependent electronic cEffects of metal-ion complex (2008)
  • 著者名/発表者名: Haiwon Lee, Hirofumi Tanaka, Paul S. Weiss
  • 雑誌名: Langmuir 24 ページ: 12936-12942
• [雑誌論文] Effects of metal-ion complexation for the self-assembled nanocomposite films composed of gold nanoparticles and 3. 8-bis(terthiophenyl)phenanthroline-base d dithiols bridging 1 micro meter gap gold electrodes: Morphology, temperature dependent electronic cEffects of metal-ion complex (2008)
  • 著者名/発表者名: Wei Huang, Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem 112 ページ: 11513-11526
• [雑誌論文] Syntheses, crystal structures and spectral properties of a series of 3, 8-bisphenyl-1, 10-phenanthroline derivatives: precursors of 3, 8-bis(4-mercaptophenyl)-1, 10-phenanthroline and its ruthenium(II) complex for preparing nanocomposite junctions with gold Syntheses, crystal structures and spectral pro (2008)
  • 著者名/発表者名: Wei Huang, Gou Masuda, Seisuke Maeda, Hirofumi Tanaka, Takami Hino, Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Inorg. Chem 47 ページ: 468-480
• [雑誌論文] A new utilization of organic molecules for nanofabrication using the molecular ruler method (2008)
  • 著者名/発表者名: Takami Hino, Hirofumi Tanaka, Hiroaki Ozawa, Yuko Iida, Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Colloids and Surfaces A 313-314 ページ: 369-372
• [雑誌論文] Scanning tunneling microscopy investigation of vanadyl and cobalt(ii) octaethylporphyrin self-assembled monolayer arrays on graphite (2008)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Miyake, Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Colloids and Surfaces A 313-314 ページ: 230-233
• [雑誌論文] Different I-V characteristic of single electron tunneling induced by using double-barrier tunneling junctions with differing symmetric structures (2007)
  • 著者名/発表者名: R. Negishi, T. Hasegawa, K. Terabe, M. Aono, H. Tanaka, H. Ozawa, T. Ogawa
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 90 ページ: 3
• [雑誌論文] Photo responsibility of Au nano-particle / porphyrin polymer composite device using nano-gap electrodes (2007)
  • 著者名/発表者名: Takuji Ogawa, Hiroaki Ozawa, Masahiro Kawao, Hirofumi Tanaka
  • 雑誌名: J. Mater. Sci: Mater Electron 18 ページ: 939-942
• [雑誌論文] Synthesis of dendron protected porphyrin wires and preparation of a one-dimensional assembly of gold nanoparticles chemically linked to theπ-conjugated, wires (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Ozawa, Masahiro Kawao, Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Langmuir 23 ページ: 6365-6371
• [雑誌論文] Metal-semiconductor transition-induced visible fluorescence in singlewalled carbonnanotube / noble-metal-nanoparticle composites (2007)
  • 著者名/発表者名: Subramaniam Chandramouli, Sreeprasad T.S., Pradeep T., Pavan Kumar G.V., Narayana Chandrabhas, Yajima T., Sugawara Y., Tanaka Hirofumi, Ogawa Takuji, Chakrabarti
  • 雑誌名: J., Phys. Rev. Let 99 ページ: 4
• [雑誌論文] Construction of macrocycle-based molecular stairs having pendant 4-aminopyridine, 4-dimethylaminopyridine and isonicotinonitrile groups (2007)
  • 著者名/発表者名: Wei Huang, Zhaolian Chu, Shaohua Gou, Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Polyhedron 26 ページ: 1483-1492
• [雑誌論文] Refinement of Conditions of Point-Contact Current Imaging Atomic Force Microscopy for Molecular-Scale Conduction Measurements (2007)
  • 著者名/発表者名: Takashi Yajima, Hirofumi Tanaka, Takuya Matsumoto, Yoichi Otsuka, Yoshitaka Sugawara, Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Nanotechnology 95501 ページ: 5
• [学会発表] ポルフィリンアレイ全自動合成のための反応の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野坂長範・小川琢治
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] ナノギャップ電極による有機分子の非線形特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田島康太郎・田中啓文・日野貴美・李舜里・小川琢治
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 金ナノロッドを用いた単一・少数分子の電気物性測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 十時悠誌、田中啓文、日野貴美、小川琢治
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] HOPG固液界面におけるジイミド分子二次元構造のSTMおよびFM-AFMによる研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大高芙紗, 三宅雄介, 田中啓文, 小川琢治、大田昌弘
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] カーボンナノチューブに結合したポルフィリン-イミド単分子ダイオードの合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 郷田隼・後藤章文・田中啓文・小川琢治
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-08
• [学会発表] 単一分子エレクトロニクス分子設計と機能戦略 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小川琢治
  • 学会等名: 国際高等研シンポジウム
  • 発表場所: 国際高等研究所・京都
  • 年月日: 2009-12-12
• [学会発表] 創発による表面ナノ分子システムの新展開 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小川琢治
  • 学会等名: 表面科学シンポジウム
  • 発表場所: タワーホール船橋、東京
  • 年月日: 2009-10-27
• [学会発表] Fabrication of Copper Nanogap Electrode by Molecular Ruler Method for Atomic Switch Devices (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Tanaka, T. Hino, K. Tajima, T. Hasegawa, Y. Ito, M. Aono, T. Ogawa
  • 学会等名: 10th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
  • 発表場所: Granada, Spain
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] Fabrication and Measurement of Photo-Responsive Atomic Switch (2009)
  • 著者名/発表者名: Takami Hino, Hirofumi Tanaka, Tsuyoshi Hasegawa, Yusuke Miyake, Masakazu Aono, Takuji Ogawa
  • 学会等名: 10th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
  • 発表場所: Granada, Spain
  • 年月日: 2009-09-23
• [学会発表] 光機能センサー素子への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中啓文, 日野貴美, 長谷川剛, 伊藤弥生美, 青野正和, 小川琢治
  • 学会等名: 応用物理学会秋季講演会
  • 発表場所: 富山大
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] 分子定規法を用いて作製したナノギャップ電極を用いた分子電子素子 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中啓文, 長谷川剛, 田島康太郎, 李蕣里, 日野貴美, 小川琢治
  • 学会等名: 応用物理学会秋季講演会
  • 発表場所: 富山大
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] Toward Stochastic Resonant Molecular Electronic Device (2009)
  • 著者名/発表者名: Takuji Ogawa, Hirofumi Tanaka, Takami Hino, Kohtaro Tajima, Syun Gohda, Yuji Totoki, Takenori Nosaka, Fusa Ohtaka
  • 学会等名: The 4th Taiwan-Japan Bilateral Symposium on Architecture of Functional Organic Molecules
  • 発表場所: 福岡/Hyatt Regency
  • 年月日: 2009-08-18
• [学会発表] Nanogap Electrode of Copper Fabricated by Molecular Ruler Method toward Commercially Available Atomic Switch Devices (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Tanaka, T. Hino, K. Tajima, T. Hasegawa, T. Ebihara, Y. Ito, M. Aono, T. Ogawa
  • 学会等名: Asia NANO 2008
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2008-11-07
• [学会発表] Preparation of self-assembly architectures fabricated from porphyrin derivatives (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ozawa, M. Kawao, S. Uno, H. Tanaka, K. Nakazato, T. Ogawa
  • 学会等名: Asia NAN O2008
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2008-11-07
• [学会発表] Fabrication and Measurement of Photo-Responsive Atomic Switch (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hino, H. Tanaka, T. Hasegawa Y. Miyake, T. Ebihara, M. Aono, T. Ogawa
  • 学会等名: Asia NANO 2008
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2008-11-07
• [学会発表] Construction of Nano-Structures from Conductive Nano-Materials with Functional Molecules for Molecular Electronics (2008)
  • 著者名/発表者名: Takuji Ogawa
  • 学会等名: Annual Meeting of Brazilian Chemical Society
  • 発表場所: Aguas de Lindoia, Brazil
  • 年月日: 2008-05-27
• [学会発表] Condition refinement of point-contact current imaging atomic force microscopy for molecular-scale measurement (2007)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Tanaka, Takashi Yajima, Takuya Matsumoto, Takuji Ogawa
  • 学会等名: International Scanning Probe Microscopy Conference
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 20070611-20070614
• [学会発表] Alkyl chain length dependence on the two-dimensional structure and STS studies of naphthalene-diimide N-alkyl derivatives on HOPG (2007)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Miyake, Takashi Yajima, Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa
  • 学会等名: International Scanning Probe Microscopy Conference
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 20070611-20070614
• [学会発表] 分子エレクトロニクスのための有機分子/無機ナノ構造体の固体表面上での自己組織化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小川琢治
  • 学会等名: 第56回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学、名古屋市(依頼講演)
  • 年月日: 2007-09-19
• [学会発表] 分子エレクトロニクスのための有機分子・無機ナノ構造体の自己組織化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小川琢治
  • 学会等名: 第68回応用物理学会学術講演会シンポジウム
  • 発表場所: 北海道工業大学、札幌市(招待講演)
  • 年月日: 2007-09-05
• [学会発表] 分子エレクトロニクス実現に向けての有機分子・無機ナノ構造体の自己組織化とナノスケール電気特性の計測 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小川琢治
  • 学会等名: 第4回鈴木シンポジウム
  • 発表場所: 愛媛大学、松山市
  • 年月日: 2007-09-02
• [学会発表] 有機分子・無機ナノ構造複合体の作製と物性計測 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小川琢治
  • 学会等名: 九州大学大学院工学研究科特別講演会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2007-05-21