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2009 年度 実績報告書

分子スピンに基づく有機薄膜磁気抵抗素子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21685015
研究機関名古屋大学

研究代表者

松下 未知雄  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (80295477)

キーワード分子磁性 / 有機ラジカル / 有機導体 / 磁気抵抗 / プリンタブルエレクトロニクス / 有機薄膜トランジスタ
研究概要

印刷のような低エネルギー・低コストなプロセスを利用した磁気抵抗素子の作成を目指し、導電性を有する有機ラジカル分子の開発を進めた。特に、ラジカル分子の中性結晶にも関わらず高い導電性を示し、巨大磁気抵抗の発現が確認されているTTF系スピン分極ドナーBTBNについて、結晶構造解析を進めるとともに、各種分光法によって、その電子構造を明らかにする研究を行った。結晶構造解析の結果、BTBN分子は中性結晶でありながらπ共役系が密に積層し、導電性発現の上で有利な構造であることが明らかになった。この際、中赤外領域に至る電荷移動吸収帯が観察され、偏光吸収スペクトルの測定から、この吸収が分子積層方向の相互作用に基づく事が示唆された。バンド計算及び光電子スペクトルの結果からもラジカル骨格部分がアクセプターとなり、πドナー部が形成するバンドから電荷を受け入れる事が示された。この結晶における巨大磁気抵抗の発現温度は30K以下であるが、単一成分で、かつ溶液の塗布により得られる微結晶薄膜の状態で巨大磁気抵抗を発現するため、ある意味で目標を実現しているといえ、発現温度の向上により室温で動作する事が出来れば、十分に実用に供する事が可能と考えられる。そこで、磁気抵抗の発現温度を高める上で、BTBNについて得られた知見をもとに、BTBNをリード化合物としてラジカル部とπ共役部の相互作用を増大させる分子設計を模索した。分子軌道計算の結果、数種類の分子についてはBTBNを上回る相互作用が予想され、そのうちの一部について合成に着手している。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Influence of Magnetic Field upon the Conductance of a Unicomponent Crystal of a Tetrathiafulvalene-Based Nitronyl Nitroxide2010

    • 著者名/発表者名
      H.Komatsu, M. M.Matsushita, S.Yamamura, Y.Sugawara, K.Suzuki, T.Sugawara
    • 雑誌名

      The Journal of the American Chemical Society 132

      ページ: 4528-4529

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical field-effect transistors of octathio[8]circulene robust thin films with ionic liquids2009

    • 著者名/発表者名
      T.Fujimoto, M.M.Matsushita, K.Awaga
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 483

      ページ: 81-83

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and properties of TSF-based spin-polarized donor2009

    • 著者名/発表者名
      H.Komatsu, R.Mogi, M.M.Matsushita, T.Miyagi, Y.Kawada, T.Sugawara
    • 雑誌名

      Polyhedron 28

      ページ: 1996-2000

    • 査読あり
  • [学会発表] オリゴチオフェン型ワイヤー分子と金ナノ粒子からなる2重ドット単電子トランジスタにおけるクーロンダイヤモンドの超周期構造と粒子間相互作用2010

    • 著者名/発表者名
      野口裕、照井通文、片山卓也、松下未知雄、菅原正
    • 学会等名
      日本化学会第90回春季年会
    • 発表場所
      近畿大学本部キャンパス
    • 年月日
      2010-03-29
  • [学会発表] 有機ラジカルのスピンに基づく磁性-導電性共存系の構築2009

    • 著者名/発表者名
      松下未知雄
    • 学会等名
      第三回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2009-09-23

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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