ラジカルポリマーを用いた有機メモリ素子の創出

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21655043
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 西出 宏之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90120930)
• 研究分担者: 小柳津 研一 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (90277822)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 機能性高分子 / レドックスポリマー / 電子移動 / 電荷注入 / 有機メモリ

研究概要

安定有機ラジカルをレドックス席として高密度に置換したラジカルポリマーを用いて、次世代メモリに位置付けられる有機ポリマーメモリの鍵物質を創出した。SOMOレベルを制御したポリマーを精密合成し、固体での電荷注入機構の解明をもとに、ON/OFF比10^5以上で繰返し耐久性および状態保持力高い不揮発性メモリ素子を試作した。印加電圧に応じてON/OFF状態が切り替わって状態維持する電気的双安定性を支配する因子を明確にし、全有機メモリの設計指針を明らかにした。具体的には、ラジカルポリマー層を電極で挟んだ構造の薄膜素子を用いて動作実証するとともに、ラジカルポリマーに期待される特異な電荷注入・輸送現象を分子構造と相関させて解明し、低電圧でも駆動するポリマーを創出した。

研究成果

• [雑誌論文] Macromolecular Complexes Leading to High Performance Energy Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Oyaizu, H. Nishide
  • 雑誌名: Macromol. Symp. 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrospinning of Radical Polymers : Redox-Active Fibrous Membrane Formation (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Suga, M. T. Hunley, T. E. Long, H. Nishide
  • 雑誌名: Polym. J. 巻: 44 ページ: 264-268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dual Dopable Poly(phenylacetylene) with Nitronyl Nitroxide Pendants for Reversible Ambipolar Charging and Discharging (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Oyaizu, T. Sukegawa, H. Nishide
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 40 ページ: 184-185
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mor-phology-Driven Modulation of Charge Transport in Radical/Ion-Containing, Self-Assembled Block Copolymer Plat-form (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Suga, S. Takeuchi, H. Nishide
  • 雑誌名: Adv. Mater. 巻: 23 ページ: 5545-5549
  • 査読あり
• [雑誌論文] P-and N-Type Bi-polar Redox-active Radical Polymer : Toward Totally Organic Polymer-based Rechargeable Devices with Variable Configuration (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Suga, S. Sugita, H. Ohshiro, K. Oyaizu, H. Nishide
  • 雑誌名: Adv. Mater. 巻: 23 ページ: 751-754
  • 査読あり
• [雑誌論文] Na-nolithographic Patterning via Electro-chemical Oxidation of Stable Poly(nitroxide radical) s to Poly(oxoammonium salt) s (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Hyakutake, J. Y. Park, Y. Yonekuta, K. Oyaizu, H. Nishide, R. Advincula
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. 巻: 20 ページ: 9616-9618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Charge Trans-port Properties of Redox-active Nitrox-ide Polyethers with Large Site Density (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Oyaizu, T. Kawamoto, T. Suga, H. Nishide
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 43 ページ: 10382-10389
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Ultrafast Chargeable Poly-mer Electrode Based on the Combina-tion of Nitroxide Radical and Aqueous Electrolyte (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Koshika, N. Sano, K. Oyaizu, H. Ni-shide
  • 雑誌名: Chem. Commun. ページ: 836-838
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emerging N-Type Redox Active Radical Polymer for a To-tally Organic Polymer-Based Recharge-able Battery (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Suga, H. Ohshiro, S. Sugita, K. Oyaizu, H. Nishide
  • 雑誌名: Adv. Mater. 巻: 21 ページ: 1627-1630
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Poly(oxoammonium salt) s and Their Electrical Properties in the Organic Thin Film Device (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Suga, S. Takeuchi, T. Ozaki, M. Sa-kata, K. Oyaizu, H. Nishide
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 38 ページ: 1160-1161
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radical Poly-mers for Organic Electronics : A Radical Departure from Conjugated Polymers (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Oyaizu, H. Nishide
  • 雑誌名: Adv. Mater. 巻: 21 ページ: 2339-2344
  • 査読あり
• [学会発表] Electroactive Polymers beyond Conjugated Molecules (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Nishide
  • 学会等名: 10th In-ternational Symposium on Polymers for Advanced Technologies
  • 発表場所: Jerusalem
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] Radical Polymers for Or-ganic Electronic Devices (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Nishide
  • 学会等名: East Asian Symposium on Polymers for Advanced Technology
  • 発表場所: Ueda
  • 年月日: 20090000
• [図書] Organic Batte-ries, Encyclopedia of Sustainability Science and Technology, ed by R. A. Meyers (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Nishide, K. Oyaizu
  • 出版者: Springer, New York
• [図書] Polyradicals in Batteries, Encyclopedia of Radicals in Chemistry, Biology and Materials (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Oyaizu, H. Nishide
  • 出版者: Wiley
• [図書] 有機ラジカル電池最先端電池と材料,最先端材料システムワンポイントシリーズ (2012)
  • 著者名/発表者名: 小柳津研一, 西出宏之
  • 出版者: 共立出版(in press)
• [図書] Mesoscale Rad-ical Polymers : Bottom-up Fabrication of Electrodes in Organic Polymer Batteries, Advanced Nanomaterials ed by K. Geckeler, H. Nishide (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Oyaizu, H. Nishide
  • 総ページ数: 319-332
• [産業財産権] メモリ素子 (2008)
  • 発明者名: 西出宏之、小柳津研一、米久田康智、尾崎貴則
  • 権利者名: 早稲田大学
  • 産業財産権番号: 特許、特許公開2009-21828
  • 出願年月日: 2008-03-07
• [産業財産権] エレクトロクロミックディスプレイ (2006)
  • 発明者名: 西出宏之、本田憲治、高橋悠輔
  • 権利者名: 早稲田大学
  • 産業財産権番号: 特許、特許公開2007-298713
  • 出願年月日: 2006-04-28