| 研究課題/領域番号 |
23245032
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
安蘇 芳雄 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (60151065)
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| 研究分担者 |
家 裕隆 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (80362622)
辛川 誠 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (80452457)
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| 研究期間 (年度) |
2011-11-18 – 2015-03-31
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| キーワード | 分子素子 / 共役オリゴマー / 電極アンカー / 被覆分子ワイヤ / 導電性計測 / 分子エレクトロニクス / オリゴチオフェン |
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| 研究概要 |
分子光電変換、および、分子熱電変換においては正孔伝導(p型)と共に電子伝導 (n型)性の分子ワイヤが必須となる。さらに、熱電変換においては熱伝導を抑え、高い電子伝導を達成する必要があり、分子間相互作用を抑えて狭い透過因子を実現するためのワイヤ部の被覆化とオーミック接合を確保するためのアンカーの選択が重要となる。
１．各種π接合三脚型アンカーの探索と優先注入電荷種の解明
これまでの研究で、新たに開発した三脚型ピリジルアンカーを導入した分子ワイヤにおいて、伝導特性評価と理論計算から、π電子が関与する金電極との結合（π接合）とこれに起因する高い電気伝導、および、分子のLUMO軌道が関与する電子輸送を示唆する結果を得ている。また、電子豊富なチオフェンを組み込んだ３脚型アンカーの光電子分光でπ接合を確認した。本年度は、伝導特性評価に向けて、チオフェンをアンカーとする三脚型分子を両端に連結した各種分子ワイヤの開発を行い、X線結晶構造解析で分子構造を確認した。また、各種の電子豊富な官能基を有する三脚型アンカーの接合をグラフェン電極に展開して官能基の性質と接合能の関係を明らかにした。
２．長鎖完全被覆分子ワイヤの開発と単一分子特性計測
これまでの研究で、スピロ置換チオフェンモノマーを用いた完全被覆分子ワイヤの両端にチオールアンカーを導入した単一分子の電気伝導距離依存性を明らかにしている。しかし、その鎖長は6量体に留まったため、さらに長鎖の分子ワイヤの合成に重きを置き、溶解性確保のための分岐アルキル鎖を有するスピロ置換チオフェンモノマーを用いて8量体までのオリゴマーの合成に成功して、伝導性計測にむけてチオールアンカーを導入した。しかし、これ以上の鎖長のオリゴマーの合成は困難であったため、各種スペクトル測定等によって原因となる化学的な特殊要因の解明を進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画通り、被覆分子ワイヤの合成とアンカー導入、導電性計測に成功している。また、各種のπ電子系を電極接合部とする三脚型アンカーにおいて金電極との接合を確認しており、「π接合」を活用した分子エレクトロニクスの構築実現に期待が持てる。以上から、研究の目的の達成に向けて、おおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究を踏まえて本格的な分子デバイスへと発展させるために、精緻な分子設計による物性の制御によって電子注入およびスピン注入や整流、光電変換、熱電変換に適した単一分子系の合成を行い、分子デバイス構築と単分子機能の実証を目指す。既に、単分子デバイスにおける被覆分子ワイヤおよび三脚型アンカーの有用性が明らかになりつつあり、新しく得られた知見を元に研究計画を微調整しているが、特段の問題点は無い。
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