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2015 年度 実績報告書

単分子素子の機構解明を先導する機能性π電子系の創製

研究課題

研究課題/領域番号 24350025
研究機関大阪大学

研究代表者

家 裕隆  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (80362622)

研究分担者 中村 恒夫  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域研究戦略部, 企画主幹 (30345095)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード合成化学 / 分子ワイヤ / 分子素子
研究実績の概要

研究の全体構想は有機合成化学・構造有機化学に基づく機能性π電子系開発を切り口として、単分子エレクトロニクス実現の基盤となる成果を得ることである。この中で本基盤研究では、単分子素子において不可欠な構成ユニットである分子導導線とアンカーの開発を目的とする。具体的には、10nmスケールの単分散の完全被覆型分子導線、電極とπ電子接合が可能で最高被占軌道を電気伝導に介する三脚型アンカーを設計・開発する。分子構造-基礎物性-素子機能の相関関係を解明することでユニットの性能を明らかとし、この知見を基に、開発途上の単分子素子材料における設計指針を確立する。さらに、創製したユニット群を用いることで、電気伝導機構や電極-有機分子界面での局所電子状態等の学際的課題の解明に貢献する。分子導線に関しては昨年度までに、研究計画の目的である完全被覆チオフェン24量体までの合成を達成していた。そこで研究最終年度の今年度は、このオリゴマーのスケールアップ合成、および、基礎物性測定を行なった。さらに、走査型トンネル顕微鏡を用いて単分子での電気伝導特性の測定を行い、剛直な共役平面性に起因する興味深い電気伝導特性を明らかにすることができた。アンカーに関しては、多縮環芳香族化合物をアンカー官能基とする三脚型分子の学術論文誌への掲載に向けたデータ収集を目的として、金電極上での吸着能の再測定を実施し、分子構造が接合能に及ぼす影響を明らかとした。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Synthesis, Properties, and pi-Dimer Formation Behavior of Oligothiophenes Partially Bearing Orthogonally Fused Fluorene Units2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Ie, Y. Okamoto, S. Tone, Y. Aso
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 21 ページ: 16688-16695

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1002/chem.201502606

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pyradinodithiazole: An Electron-Accepting Monomer Unit for Hole-Transporting and Electron-Transporting Conjugated Copolymers2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Ie, S. Sasada, M. Karakawa, Y. Aso
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 17 ページ: 4580-4583

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.5b02306

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thiophene-Based Tripodal Anchor Units for Hole Transport in Single-Molecule Junctions with Gold Electrodes2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Ie, K. Tanaka, A. Tashiro, S. K. Lee, H. R. Testai, R. Yamada, H. Tada, Y. Aso
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett.

      巻: 6 ページ: 3754-3759

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.5b01662

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis, Properties, and Semiconducting Characteristics of Electron-Transporting Three-Dimensional pi-Conjugated Compounds Containing Dicyanomethylene-Substituted Difluorocyclopenta[b]thiophene2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Ie, S. Jinnai, M. Karakawa, A. Saeki, S. Seki, Y. Aso
    • 雑誌名

      J. Fluorine Chem.

      巻: 174 ページ: 75-80

    • DOI

      doi:10.1016/j.jfluchem.2014.07.023

    • 査読あり
  • [学会発表] 長鎖被覆オリゴチオフェンの構造物性相関および単分子電気伝導度特性2016

    • 著者名/発表者名
      家 裕隆
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学・京田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 被覆型長鎖オリゴチオフェンにおける有効共役長と単分子電気伝導特性の相関2016

    • 著者名/発表者名
      岡本祐治、家 裕隆、山田 亮、夛田博一、安蘇芳雄
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学・京田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-27
  • [学会発表] 単分子エレクトロニクスへの応用に向けて共役を確保した三脚型アンカー化合物の合成と性質2016

    • 著者名/発表者名
      川口奈々、家 裕隆、安蘇芳雄
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学・京田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-26
  • [学会発表] New pi-Conjugated Systems for Single-molecule and Organic Thin-film Electronic Devices2016

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ie, Yoshio Aso
    • 学会等名
      International Symposium on Functional Materials
    • 発表場所
      Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University
    • 年月日
      2016-01-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design Synthesis, and Properties of Novel Units for Single-Molecular Electronics2015

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ie, Yoshio Aso
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center
    • 年月日
      2015-12-16
  • [学会発表] 有機薄膜型太陽電池に向けた新規半導体材料の開発2015

    • 著者名/発表者名
      家 裕隆
    • 学会等名
      NAIST異分野融合ワークショップ
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学
    • 年月日
      2015-11-28
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 被覆型長鎖オリゴチオフェンの単分子電気伝導特性に有効共役長が及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      岡本祐治、家 裕隆、山田 亮、夛田博一、安蘇芳雄
    • 学会等名
      第9回有機π電子系シンポジウム
    • 発表場所
      レイクサイド入鹿
    • 年月日
      2015-11-20
  • [学会発表] 共役長を調節した被覆型オリゴチオフェンの合成、物性、および単分子電気伝導特性2015

    • 著者名/発表者名
      岡本祐治、家 裕隆、山田 亮、夛田博一、安蘇芳雄
    • 学会等名
      第26回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学城北キャンパス
    • 年月日
      2015-09-26
  • [学会発表] 新規な電子受容性ユニットを含むπ共役ポリマーの合成、物性、および光電変換特性2015

    • 著者名/発表者名
      家 裕隆、黄 建明、笹田翔平、辛川 誠、安蘇芳雄
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学・川内キャンパス
    • 年月日
      2015-09-16
  • [学会発表] Development of Electron-Transporting pi-Conjugated Systems for n-Type OFETs2015

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ie, Yoshio Aso
    • 学会等名
      The 7th East Asia Symposium on Functional Dyes and Advanced Materials
    • 発表場所
      Osaka Prefecture University
    • 年月日
      2015-09-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Novel Functional Units toward Molecular Architectonics2015

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ie, Yoshio Aso
    • 学会等名
      International Workshop on Molecular Architectinics 2015
    • 発表場所
      Shiretoko Grand Hotel
    • 年月日
      2015-08-05
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Oligothiophenes with Encapsulating Units for Molecular Wires2015

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ie, Yuji Okamoto, Yoshio Aso
    • 学会等名
      16th International Symposium on Novel Aromatic Compounds
    • 発表場所
      Universidad Complutense
    • 年月日
      2015-07-09
  • [図書] Single‐Molecule Electronics ‐ An Introduction to Synthesis, Measurement, and Theory2016

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ie
    • 総ページ数
      22
    • 出版者
      Springer
  • [図書] 太陽光と光電変換機能-異分野融合から生まれる次世代太陽電池2015

    • 著者名/発表者名
      家 裕隆
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      シーエムシー出版

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公開日: 2017-01-06  

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