機能性単一分子の電子機能／構造相関の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23310076
• 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, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80169185)
• 研究分担者: 田中 啓文 大阪大学, 大学院理学研究科, 准教授 (90373191) ; 田中 大輔 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (60589399)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 単一分子電子素子 / 単層カーボンナノチューブ / 単一分子ダイオード

研究概要

分子構造と単一分子電子機能の相関を明らかにする事と、複数電極への結合を可能にする事を目的として研究を行い、次のことを明らかにした。ポルフィリン－イミド分子中の金属をZnとRh-Iとして、それぞれの単一分子電気特性をMCBJ法で計測したところ、Znの整流比が有意にRh-Iよりも大きいことが分かった。同じ分子を単層カーボンナノチューブ(SWNT)を電極として計測したところ、ほぼ同様の結果が得られた。SWNTは様々な(n,m)指数からなる混合物であるが、分子の特性が露わに出てくることが分かった。これにより、多端子計測が可能になった。様々な並びのポルフィリンアレイを効率よく合成する手法を確立した。

研究成果

• [雑誌論文] Surface self-assembly of trans-substituted porphyrin double-decker complexes exhibiting slow magnetic relaxation (2014)
  • 著者名/発表者名: D. Tanaka, T. Inose, S. Shimono, H. Tanaka, T. Tamaki, A. I. A. Abd El-Mageed, A. K. F. Dyab, N. Ishikawa, and T. Ogawa
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 巻: 12 ページ: 124-128
  • 査読あり
• [雑誌論文] New composite porphyrin-conductive polymer gas sensors for application in electronic noses (2014)
  • 著者名/発表者名: Carlos H.A. Esteves, Bernardo A. Iglesias, Rosamaria W.C. Li, Takuji Ogawa, Koiti Araki, Jonas Gruber
  • 雑誌名: Sensors & Actuators : B. Chemical 巻: 193 ページ: 136-141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Atmosphere on Photo-Assisted Atomic Switch Operations (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Hino, T. Hasegawa, H. Tanaka, T. Tsuruoka, T. Ogawa, M. Aono
  • 雑誌名: Key Eng. Mater. 巻: 596 ページ: 116-120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-Dependent Current-Voltage and Photoresponsive Properties for Semiconducting Nanodevices Fabricated from an Oligothiazole Dithiol and Gold Nanoparticles (2013)
  • 著者名/発表者名: Tao Tao, Jiao Geng, Liu Hong, Wei Huang, Hirofumi Tanaka, Daisuke Tanaka, and Takuji Ogawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem., C 巻: 117 ページ: 25325-25833
  • 査読あり
• [雑誌論文] Volatile and nonvolatile selective switching of a photo-assisted initialized atomic switch (2013)
  • 著者名/発表者名: Takami Hino, Tsuyoshi Hasegawa, Hirofumi Tanaka, Tohru Tsuruoka, Takuji Ogawa and Masakazu Aono
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 384006 ページ: 7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Advanced Photoassisted Atomic Switch Produced Using ITO Nanowire Electrodes and Molten Photoconductive Organic Semiconductor (2013)
  • 著者名/発表者名: Annop Klamchuen1, Hirofumi Tanaka, Daisuke Tanaka, Hirotaka Toyama, Gang Meng, Sakon Rahong, Kazuki Nagashima, Masaki Kanai, Takeshi Yanagida, Tomoji Kawai and Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 25 ページ: 5893-5897
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rectification direction inversion in a phosphododecamolybdic acid / single-walled carbon nanotube junction (2013)
  • 著者名/発表者名: Liu Hong, Hirofumi Tanaka and Takuji Ogawa
  • 雑誌名: J. Mat. Chem. C 巻: 1(6) ページ: 1137-1143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-dependent I.V characteristics for the nanocomposite semiconducting films composed of a thiol end-capped dinuclear macrocyclic complex and Au-NPs bridging 1 μm gap gold electrodes (2012)
  • 著者名/発表者名: Bin Hu, Xiao-Chun Chen, Wei Huang, Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa and Xiao-Zeng Youa
  • 雑誌名: Dalton Trans. ページ: 14309-14315
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large Rectification Effect Achieved by a Combination of Carbon Nanotube Junction and Molecule-Carbon Nanotube Interface (2012)
  • 著者名/発表者名: Liu Hong, Hirofumi Tanaka, and Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 5 ページ: 115102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computational Investigation of A Photo-Switchable Single-Molecule Magnet Based on A Porphyrin Terbium Double-Decker Complex (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Inose, Daisuke Tanaka, TakujiOgawa
  • 雑誌名: Heterocycles 巻: 86 ページ: 1549-1554
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel charge transports in DNA-templated nanowires (2012)
  • 著者名/発表者名: Guoqing Wang, Hirofumi Tanaka, Liu Hong, Yasutaka Matsuo, Kenichi Niikura, Masuhiro Abe, Kazuhiko Matsumoto, Takuji Ogawa, Kuniharu Ijiro
  • 雑誌名: J. Mat. Chem. ページ: 13691-13697
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of nanoparticle size to the electrical properties of naphthalenediimide on single-walled carbon nanotube wiring (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Tanaka, Liu Hong, Minoru Fukumori, Ryota Negishi, Yoshihiro Kobayashi, Daisuke Tanaka, and Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 23 ページ: 215701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Entropy-Controlled 2D Supramolecular Structures of N,N ′ -Bis(n-alkyl)naphthalenediimides on a HOPG Surface (2012)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Miyake, Toshi Nagata, Hirofumi Tanaka, Masashi Yamazaki, Masahiro Ohta, Ryohei Kokawa, and Takuji Ogawa
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 6 ページ: 3876-3887
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton-induced Switching of the Single Molecule Magnetic Properties of a Porphyrin Based TbIII Double-decker Complex (2012)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Tanaka, Tomoko Inose, Hirofumi Tanaka, Naoto Ishikawa, Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Chem. Commun. ページ: 7796-7798
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocurrent and Electronic Activities of Oriented-His-tagged Photosynthetic Light-Harvesting/Reaction Centre Core Complexes Assembled onto a Gold Electrode (2012)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Kondo, Kouji Iida, Takehisa Dewa, Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa, Sakiko Nagashima, Kenji V. P. Nagashima, Keizo Shimada, Hideki Hashimoto, Alastair T. Gardiner, Richard J. Cogdell, and Mamoru Nango
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 13 ページ: 432-438
  • 査読あり
• [雑誌論文] Switching of single-molecule magnetic properties and observation of carbon-surface supramolecular structures of Tb(III) porphyrin double-decker complexes
  • 著者名/発表者名: Tomoko Inose, Daisuke Tanaka, Hirofumi Tanaka, Oleksandr Ivasenko, Toshi Nagata, Yusuke Ohta, Steven De Feyter, Naoto Ishikawa, and Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Chemistry .A European Journal 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Synthesis of Perpendicularly Connected Metal Porphyrin-imide Dyads for Two-terminal Wired Single Molecular Diodes
  • 著者名/発表者名: Murni Handayani, Syun Gohda, Daisuke Tanaka, and Takuji Ogawa
  • 雑誌名: Chemistry .A European Journal 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabricating smooth surface ofβ-Ag2S on Ag electrode by wet chemical process for low-cost production of atomic switch
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Tanaka, Tomoki Akai, Daisuke Tanaka, and Takuji Ogawa
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 有機、無機分子の非線形電気特性と機能集積化による生体様機能発現 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小川琢治
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-03-30
• [学会発表] スピンクロスオーバー配位高分子ナノインクの開発と評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中大輔、明田直樹、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: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-03-30
• [学会発表] 2端子型単分子ダイオードとして機能するポルフィリン-イミド連結分子の単層カーボンナノチューブとの複合化 (2014)
  • 著者名/発表者名: Murni Handayani, Shun Gohda, HirofumiTanaka, Daisuke Tanaka, Takuji Ogawa
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-03-30
• [学会発表] 逐次合成法を用いた多彩なポルフィリンアレイの合成と単一分子エレクトロニクスへの応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 玉木孝、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: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-03-30
• [学会発表] カーボンナノチューブ/ポリ酸ネットワーク中の内在ノイズによるニューロン発火現象 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中啓文、浅井哲也、片寄慎一、洪流、酒井駿、田中大輔、小川琢治
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-03-30
• [学会発表] アルキル鎖を導入したポルフィリン Tbダブルデッカー型錯体の合成と系統的特性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 下野颯騎、田中大輔、猪瀬朋子、田中啓文、石川直人、小川琢治
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-03-30
• [学会発表] 単分子電導度計測を目指したポルフィリンダブルデッカー型単分子磁石の合成と物性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 炭谷宣登、TIMMERMAN Vanessa、田中大輔、猪瀬朋子、田中啓文、石川直人、小川琢治
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-03-30
• [学会発表] ポルフィリンダブルデッカー型単分子磁石の界面微細構造評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 猪瀬朋子、田中大輔、田中啓文、石川直人、永田央、Oleksandr Ivasenko、Steven De Feyter、田原一邦、戸部義人、小川琢治
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-03-30
• [学会発表] カーボンナノチューブ、ポリ酸ネットワークのニューロン発火特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中啓文,洪流,酒井駿,田中大輔,小川琢治
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 青山学院大学
  • 年月日: 2014-03-20
• [学会発表] 逐次合成法を用いた多彩なポルフィリンアレイの合成法と単一分子エレクトロニクスへの応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 玉木孝,野坂長範,小川琢治
  • 学会等名: 第4回分子アーキテクトニクス研究会
  • 発表場所: 東京大学山上会館
  • 年月日: 2014-03-11
• [学会発表] 有機、無機分子の非線形電気特性と機能集積化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小川琢治,田中啓文,田中大輔,Murni Handayani,玉木孝,片寄慎一
  • 学会等名: 第4回分子アーキテクトニクス研究会
  • 発表場所: 東京大学山上会館
  • 年月日: 2014-03-11
• [学会発表] ポルフィリン単分子磁石のHOPG上分子配列制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中大輔,猪瀬朋子,田中啓文,石川直人,小川琢治
  • 学会等名: 第4回分子アーキテクトニクス研究会
  • 発表場所: 東京大学山上会館
  • 年月日: 2014-03-11
• [学会発表] Single MoleculeElectronics and Their Integration (2014)
  • 著者名/発表者名: 小川琢治
  • 学会等名: 九州大学講演会
  • 発表場所: 九州大学先導物質科学研究所
  • 年月日: 2014-01-17
• [学会発表] Proton-induced switching and controlling of molecular alignment on HOPG of porphyrin-based terbium(III) single molecular magnets (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Inose, Daisuke Tanaka, Takuji Ogawa
  • 学会等名: 2013 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, Massachusetts, U.S.A.
  • 年月日: 2013-12-01
• [学会発表] Synthesis and its Electrical Properties of (M = Zn, Rh) Porphyrin-Imide Dyads Linked to Single-Walled Carbon Nanotubes as Electrodes for Single-Molecule Diodes (2013)
  • 著者名/発表者名: Murni Handayani, Shun Gohda, Hirofumi Tanaka, Daisuke Tanaka, Takuji Ogawa
  • 学会等名: 2013 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, Massachusetts, U.S.A.
  • 年月日: 2013-12-01
• [学会発表] 単一分子電子素子とその集積化 : 脳型素子を意識して (2013)
  • 著者名/発表者名: 小川琢治
  • 学会等名: 日本学術振興会第142委員会
  • 発表場所: 東京理科大学、ポルタ神楽坂
  • 年月日: 2013-11-08
• [学会発表] Electric properties of porphyrin-imide single molecular junction measured by mechanically controllable break junction method (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Katayose, Hirofumi Tanaka, Murni Handayani, Takuji Ogawa
  • 学会等名: ACSIN-12 & ICSPM21
  • 発表場所: Tsukuba International Congress Center
  • 年月日: 2013-11-07
• [学会発表] Controlling molecular alignment of double-decker single molecular magnets (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Inose, Daisuke Tanaka, Hirofumi Tanaka, Oleksandr Ivasenko, Toshi Nagata, Steven De Feyter, Naoto Ishikawa, Takuji Ogawa
  • 学会等名: ACSIN-12 & ICSPM21
  • 発表場所: Tsukuba International Congress Center
  • 年月日: 2013-11-07
• [学会発表] ポルフィリンダブルデッカー型単分子磁石のSTMによるHOPG上表面構造評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 猪瀬朋子、田中大輔、田中啓文、石川直人、永田央、Oleksandr Ivasenko、Steven De Feyter、小川琢治
  • 学会等名: 錯体化学会第63回討論会
  • 発表場所: 琉球大学(沖縄県)
  • 年月日: 2013-11-04
• [学会発表] ポルフィリンダブルデッカー型単分子磁石のスイッチング特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中大輔、猪瀬朋子、下野颯騎、炭谷宣登、田中啓文、石川直人、小川琢治
  • 学会等名: 錯体化学会第63回討論会
  • 発表場所: 琉球大学(沖縄県)
  • 年月日: 2013-11-04