一軸異方性をもつ強誘電性表面分子超集合体の合成とそのデバイス機能

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21350082
• 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: 機能物質化学
• 研究機関: 中央大学
• 研究代表者: 芳賀 正明 中央大学, 理工学部, 教授 (70115723)
• 研究分担者: 金井塚 勝彦 中央大学, 理工学部, 助教 (50457438)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 表面錯体 / 分子配向 / 積層膜 / ルテニウム錯体 / 混合原子価

研究概要

四脚型ホスホン酸基をアンカー基としてもつビス(ベンズイミダゾリル)ピリジン三座配位子およびテトラ(ターピリジル)ピラジン(tppz)で架橋したレドックス活性二核錯体を分子ユニットとする超分子集合体を、配位結合により分子の方向を揃えた積層構造体として固体表面に形成した。膜内に分子は配向しながら積層化され、ベクトル的な成長が起こっていることが偏光スペクトルやAFM測定などからわかった。tppz架橋配位子の場合には強い金属間相互作用のために、2段階1電子酸化によりM(II)-M(III)混合原子価状態が観測されるが、積層化によっても、このM(II)-M(III)混合原子価錯体が観測されることから、各層内で混合原子価状態が生成することがわかり、分極した状態を多層内で生成させることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Long-Range Electron Transport of Ruthenium-Centered Multilayer Films via a Stepping-Stone Mechanism (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Terada, H. Nakamura, K. Kanaizuka, M. Haga, Y. Asai, T. Ishida
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 6 ページ: 1899-1999
  • 査読あり
• [雑誌論文] Memory Effects in Molecular Films of Free-Standing Rod-Shaped Ruthenium Complexes on an Electrode (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Terada, K. Kanaizuka, V. M. Iyer, M. Sannodo, S. Saito, K. Kobayashi and M. Haga
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 50 ページ: 6287-6291
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton-Induced Tuning of Metal. Metal Communication in Rack-Type Dinuclear Ru Complexes Containing Benzimidazolyl Moieties (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kobayashi, M. Ishikubo, K. Kanaizuka, K. Kosuge, S. Masaoka, K. Sakai, K. Nozaki, and M. Haga
  • 雑誌名: Chem. Eur. J 巻: 17 ページ: 6954-6963
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron Hopping Rate Measuremnets in ITO Junctions : Charge Diffusion in a Layer-by-Layer Deposited Ruthenium(II)-Bis(benzimidazolyl)-pyridine-Phosphonate-TiO_2 Film (2011)
  • 著者名/発表者名: C. Y. Cummings, J. D. Wadhawan, T. Nakabayashi, M. Haga, L. Rassaei, S. E. C. Dale, S. Bending, M. Pumera, S. C. Parker, F. Marken
  • 雑誌名: J. Eelectronanal. Chem 巻: 657 ページ: 196-201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tuning of Redox Potentials by Introducing a Cyclometalated Bond to Bis-tridentate Ruthenium(II) Complexes Bearing Bis(N-methylbenzimidazolyl)-benzeneor-pyridineLigands (2011)
  • 著者名/発表者名: W. Yang, Y. Zhong, S. Yoshikawa, J. Shao, S. Masaoka, K. Sakai, J. Yao, M. Haga
  • 雑誌名: Inorg. Chem 巻: 51 ページ: 890-899
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and Placement of a Ring Structure of Nanoparticles by a Laser induced micro-nanobubble on a Gold Surface (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii, K. Kanaizuka, S. Toyabe, K. Kobayashi, E. Muneyuki, and M. Haga
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 27 ページ: 8605-8610
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of DNA pinning at laser focal point on Au surface and its application to single DNA nanowire and cross-wire formation (2010)
  • 著者名/発表者名: S, Fujii, K. Kobayashi, K. Kanaizuka, T. Okamoto, S. Toyabe, E. Muneyuki, M. Haga
  • 雑誌名: Bioelectrochemistry 巻: 80 ページ: 126-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manipulation of Single DNA Using a Micronano Bubble Formed by Local Laser Heating on an Au-coated Surface (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii, K. Kobayashi, K. Kanaizuka, T. Okamoto, S. Toyabe, E. Muneyuki, M. Haga
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 39 ページ: 92-93
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of Highly Ordered Lamellar Nanostructures through Langmuir-Blodgett Deposition of Molecularly Thin Titania Nanosheets Tens of Micrometers Wide and Their Excellent Dielectric Properties (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Akatsuka, M. Haga, Y. Ebina, M. Osada, K. Fukuda, and T. Sasaki
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 3 ページ: 1097-1106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric Conduction Properties of Self-assembled Monolayer Films of Ru Complexes with Disulfide/Phosphonate Anchors in a Au-(Molecular Ensemble)-(Au Nanoparticle) Junction (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Terada, K. Kobayashi, J. Hikita, M. Haga
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 38(5) ページ: 416-417
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-assembled monolayer and multilayer formation using redox-active Ru complex with phosphonic acids on silicon oxide surface (2009)
  • 著者名/発表者名: T, Ishida, K. Terada, K. Hasegawa, H. Kuwahata, K. Kusama, R. Sato, M. Nakano, Y. Naitoh, M. Haga
  • 雑誌名: Appl. Surf. Sci 巻: 255 ページ: 8824-8830
  • 査読あり
• [雑誌論文] Syntheses and photophysical properties of optical-active blue-phosphorescent iridium complexes bearing asymmetric tridentate ligands (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Ashizawa, L. Yang, K. Kobayashi, H. Sato, A. Yamagishi, F. Okuda, T. Harada, R. Kuroda, M. Haga
  • 雑誌名: Dalton Trans ページ: 1700-1702
  • 査読あり
• [学会発表] 配位プログラミングしたボトムアップ法による分子デバイス構築 (2012)
  • 著者名/発表者名: 芳賀正明
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 年月日: 20120325-30
• [学会発表] 逐次錯形成による剛直な多核金属錯体分子膜の作製とイオン・分子透過性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木孝司、芳賀正明
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 年月日: 20120325-28
• [学会発表] レドックス活性な構造体構築に向けた2, 6-ビス(ベンズイミダゾリル)-ピリジン誘導体を配位子とする新規ルテニウム錯体の合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 篠宮拓也・芳賀正明
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 年月日: 20120325-28
• [学会発表] 強い金属間相互作用を持つ新規Ru/Os二核錯体の表面積層化と電気化学特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中林拓也、金井塚勝彦、芳賀正明
  • 学会等名: 第57回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20111201-03
• [学会発表] 交互積層化による直線型RuFeRu三核錯体膜の作製と電気化学特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木孝司、芳賀正明
  • 学会等名: 第57回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20111201-03
• [学会発表] Manipulation and Assembly of DNA and Nanoparticles Using a Micronano Bubble Generated by Laser Irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Haga
  • 学会等名: 8th Korea-Japan Symposium on Frontier Photosciences-2011
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20111028-31
• [学会発表] Memory Effects in Rod-Shaped Ruthenium Complexes Bearing Tetrapod Phosphonate Anchors on an ITO Electrode toward Molecular Devices (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Haga
  • 学会等名: 3rd ACCC
  • 発表場所: New Delhi, India
  • 年月日: 20111017-20
• [学会発表] 交互積層化による直線型RuFeRu三核錯体膜の作製とそのメモリ機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木孝司、黒岩和希、寺田恵一、金井塚勝彦、石田敬雄、芳賀正明
  • 学会等名: 錯体化学会第61回討論会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20110917-19
• [学会発表] 金属ー金属間相互作用を持つ新規Ru/Os二核錯体の表面積層化と電気化学挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中林拓也、金井塚勝彦、芳賀正明
  • 学会等名: 錯体化学会第61回討論会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20110917-19
• [学会発表] 側鎖にピリジン基を持つ2, 6-ビス(ベンズイミダゾリル)ピリジン誘導体を配位子とした新規Ru錯体の合成とその酸化還元挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 篠宮拓也、平川翔太、林侑香、竹澤佑太、芳賀正明
  • 学会等名: 錯体化学会第61回討論会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20110917-19
• [学会発表] Chemical Functions in Molecular Films of Free-Standing Rod-Shaped Ru Complexes Fabricated by Coordination Programming on a Surface (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Haga
  • 学会等名: 14th IUPAC International Symposium on MacroMolecular Complexes MMC-14
  • 発表場所: Helsinki(Finland)
  • 年月日: 20110814-17
• [学会発表] Electrochemical Properties in Multilayer Films of Ru/Os Dinuclear Complexes Having a Strong Metal-Metal Interaction on a Surface (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nakabayashi, M. Haga
  • 学会等名: 4th IUPAC International Symposium on MacroMolecular Complexes MMC-14
  • 発表場所: Helsinki, Finland(IUPAC Poster Award受賞)
  • 年月日: 20110814-17
• [学会発表] 金属錯体の表面での配列制御と光機能ー光・電子・プロトンを操るー (2011)
  • 著者名/発表者名: 芳賀正明
  • 学会等名: 第23回配位光化合物の光化学討論会
  • 発表場所: 信州上田
  • 年月日: 20110804-06
• [学会発表] レドックス活性分子の配位プログラミングによる機能性デバイスの構築"、国際高等研究所研究プロジェクト「単分子エレクトロニクスの現状認識と近未来実現へ向けての中核体制構築」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 芳賀正明
  • 学会等名: 2011年度第1回研究会
  • 発表場所: 木津川市
  • 年月日: 20110722-23
• [学会発表] Photoelectrochemical Properties of Dinuclear Ruthenium Complexes Containing Both Photosensitizer and Oxidation Catalytic Site Immobilized on TiO2 Electrode (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Haga, S. Masuno, K. Kobayashi and K. Kanaizuka
  • 学会等名: 19th International Symposium on the Photophysics and Photochmeistry of Coordination Chemistry(19th ISPPCC)
  • 発表場所: Strasbourg, France
  • 年月日: 20110703-07
• [学会発表] Synthesis and pH-Dependent Luminescence of Dinuclear Ir Cyclometallated Complexes Bridged by 3, 3', 5, 5'-Tetra(benzimidazoyl) diphenyl (2011)
  • 著者名/発表者名: S Yoshikawa, K Kanaizuka, M. Haga
  • 学会等名: 9th International Symposium on the Photophysics and Photochmeistry of Coordination Chemistry(19th ISPPCC)
  • 発表場所: Strasbourg, France
  • 年月日: 20110703-07
• [学会発表] Fabrication and Functions of Surface Nanomaterials by Coordination Programming based on Redox-active Complexes (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Haga
  • 学会等名: France-Japan Coordination Chemistry Symposium
  • 発表場所: Rennes(France)
  • 年月日: 20110628-0702
• [学会発表] Electrochemistry of Multilayered Redox-active Complexes Toward Functional Molecular Devices (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Haga, T. Nakabayashi, K. Kanaizuka
  • 学会等名: Sikata Discussion 2011
  • 発表場所: Awaji(Japan)
  • 年月日: 20110526-29
• [学会発表] Development of Surface Coordination Chemistry toward Molecular Devices (2011)
  • 著者名/発表者名: M Haga
  • 学会等名: 1st Chemistry Workshop between National Central University and Chuo University
  • 発表場所: Jhongli City, Taiwan
  • 年月日: 2011-12-17
• [学会発表] レーザー光により生成するマイクロ・ナノバブルを用いた基板表面上へのナノマテリアル集積とその評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤井翔、深野竜太、芳賀正明、和田恭雄
  • 学会等名: 文部科学省先端研究施設共用イノベーョン創出事業ナノテクノロジー・ットーク平成23年度成果報告会
  • 発表場所: 東京・大岡山
  • 年月日: 2011-11-08
• [学会発表] Surface coordination chemistry based on redox-active complexes toward molecular devices (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Haga
  • 学会等名: Chinise Academy of Science
  • 発表場所: Beijing(China)
  • 年月日: 2011-04-15
• [学会発表] Development of Surface Chemistry Based on Redox-active Complexes Towards Functional Molecular Device (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Haga, M. Ishikubo, K. Kanaizuka
  • 学会等名: International Symposium on Frontiers in Inorganic Chemistry(FIC-2010)
  • 発表場所: Kolkata, India
  • 年月日: 2010-12-12
• [学会発表] 強い金属間相互作用をもつ新規Ru二核錯体の表面積層化と電気化学挙動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中林拓也、金井塚勝彦, 芳賀正明
  • 学会等名: 60回錯体化学討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-09-28
• [学会発表] 個数の異なるチオールアンカー基を持つ一の新規ルテニウム多核錯体の金電極上での自己組織化膜の電気化学特性の比較 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤秀記・寺田恵一・金井塚勝彦・芳賀正明
  • 学会等名: 第60回錯体化学討論会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2010-09-28
• [学会発表] 酸化触媒機能発現を目指した光増感と酸化活性を結したRu二核錯体修飾電極の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 増野真也・金井塚勝彦・小林克彰・芳賀正明
  • 学会等名: 第60回錯体化学討論会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2010-09-28
• [学会発表] Proton-induced Tuning of Metal-metal interaction in Dinuclear Ru Complexes Bearing Bnezimidazolyl Ligand (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Haga, M. Ishikubo, K. Kanaizuka
  • 学会等名: 39th International Conference on Corrdination Chemistry
  • 発表場所: Adelaide, Australia
  • 年月日: 2010-07-26
• [学会発表] Surface Molecular Assemblies Based on Surface Coordination Chemistry of Functional Metal Complexes Towards Molecular Devices (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Haga
  • 学会等名: Surface Modification for Chemical and Biochemical Sensing(SMCBS'2009)
  • 発表場所: Przegorzaly near Cracow,(ポーランド)
  • 年月日: 2009-11-08
• [学会発表] 二脚型チオールアンカー基を側鎖とするビス(ベンズイミダゾリル)ピリジン配位子を有する新規ルテニウム錯体の合成と電子機能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 金井塚勝彦, 芳賀正明、"電極上に引田二郎・藤井翔・寺田恵一・金井塚勝彦・芳賀正明
  • 学会等名: 第59回錯体化学討論会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] 酸化触媒機能発現を目指した光増感位と酸化活性位を結したRu二核錯体修飾電極の作製とその評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 増野真也・金井塚勝彦・小林克彰・芳賀正明
  • 学会等名: 第59回錯体化学討論会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] ボトムアップ合成したビス(ベンゾイミダゾリル)ピリジン-ルテニウム錯体集積膜の電子機能
  • 学会等名: 第58回高分子学会
  • 発表場所: 熊本大
• [図書] 錯形成を利用した界面デインによる表面の機能化新しい局面を迎えた界面の分子学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 芳賀正明
  • 総ページ数: 78-86
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 青色リン光材料.イリジウム錯体を中心に"、「有機半導体デバイス」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 芳賀正明
  • 総ページ数: 520, 48-55
  • 出版者: オーム社
• [図書] 表面における超分子金属錯体の自己集積」、金井塚勝彦、「超分子金属錯体」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 芳賀正明
  • 総ページ数: 373-392
  • 出版者: 三出版
• [備考]
  • URL: http://www.chem.chuo-u.ac.jp/～iimc/projects/index.html
• [産業財産権] 鎖状分子の操作方法 (2009)
  • 発明者名: 藤井翔,芳賀正明,金井塚勝彦,小林克彰,宗行英朗
  • 権利者名: 中央大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願2009-206143
  • 出願年月日: 2009-09-07
• [産業財産権] 環状のナノ粒子集合体およびその製造方法 (2009)
  • 発明者名: 藤井翔,芳賀正明,金井塚勝彦,小林克彰,宗行英朗
  • 権利者名: 中央大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願2009-213578
  • 出願年月日: 2009-09-15