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2015 年度 実施状況報告書

有機低分子を用いた単結晶素子の創製

研究課題

研究課題/領域番号 25410090
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

今久保 達郎  長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60291332)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード単結晶 / ヨウ素 / フッ素 / テトラチアフルバレン / 接合界面
研究実績の概要

TTF系カチオンラジカル塩を用いたヘテロ接合型単結晶として、ドナー分子としてdiiodo(pyrazino)tetrathiafulvaleneを、対アニオンとしてhexafluorophoshateを、第3成分である結晶溶媒としてはethyl acetateあるいはethanolを含む2つの六方晶系から成るサンプルを用いて、一定のパターンで電圧を印加した際の半導体挙動について検証を行った。その結果、事前に予想されていた様に、同じ素材の組み合わせを用いたヘテロ接合型単結晶どうしの間でも、その接合方向や接合界面の配置によってその挙動が異なってくることがわかった。また、安定性の評価ついても、いくつかの電圧印加パターンを用いて繰り返し測定により検証を行った結果、個々の接合面の状態に依存してある程度のばらつきが観測されることがわかった。
さらに、昨年度までに引き続き、ヘテロ接合型単結晶を得るための新しい基盤あるいは二段階目の結晶系として、母体分子中に含まれるメチル基の水素原子を一ヶ所だけフッ素原子に置換したTTF骨格のハーフユニットの合成と、合成したフルオロメチル置換された1,3-dithioleユニットを用いた非対称型のドナー分子をいくつか合成した。得られた新規ドナー分子を用いたカチオンラジカル塩の作成を行ったところ、フッ素を含まない側のハーフユニットに含まれる置換基が、カチオンラジカル塩の結晶性に影響を与えていることが判明した。

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

測定データが蓄積されてきたことにより、ヘテロ接合型単結晶の外形を含めた配置の違いと、素子としての挙動の相関についての知見が得られ始めており、当初の目的である単結晶素子の創製という目標に向けて順調に進展している。

今後の研究の推進方策

ヘテロ接合型単結晶のサンプル数を増やして測定データの充実を図り、今までに得られたデータとあわせて、素子としての安定性向上のための方策を探る。また、含ヨウ素系と対極にある物質群となることが期待される含フッ素系の開発についても、引き続き注力する。

次年度使用額が生じた理由

結晶構造決定を行うためのX線構造解析装置のCCD検出器が年度後半に故障し、その時点での残額では修理が出来ない状況かつ繰り上げ申請の締切も過ぎていた。そこで、その時点での残額を全て繰り越して次年度交付額と合わせることにより、必要な検出器の交換費用を確保することとした。

次年度使用額の使用計画

繰り越した次年度使用額の全額を、CCD検出器の交換費用に充てる。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Unconventional Magnetic and Resistive Hysteresis in an Iodine-Bonded Molecular Conductor2015

    • 著者名/発表者名
      Genta Kawaguchi, Mitsuhiko Maesato, Tokutaro Komatsu, Hiroshi Kitagawa, Tatsuro Imakubo, Andhika Kiswandhi, David Graf, James S. Brooks
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 54 ページ: 10169-10172

    • DOI

      10.1002/anie.201503824

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] π-d系混晶(DIETSe)2FeBr4xCl4(1-x)におけるヒステリシス現象2016

    • 著者名/発表者名
      川口玄太, 前里光彦, 小松徳太郎, 今久保達郎, David Graf, 北川宏
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      宮城
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-22
  • [学会発表] π-d複合系(DIETSe)2FeBr3Clの強磁場物性2015

    • 著者名/発表者名
      川口玄太, 前里光彦, 小松徳太郎, 北川宏,今久保達郎, David Graf, Andhika Kiswandhi, James S. Broks
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-17
  • [学会発表] Spin–charge coupling in a series of π–d molecular conductors (DIETSe)2FeBr4xCl4(1–x)2015

    • 著者名/発表者名
      G. Kawaguchi, M. Maesato, T. Komatsu, H. Kitagawa, T. Imakubo, D. Graf, A. Kiswandhi, J. Brooks
    • 学会等名
      11th International Symposium on Crystalline Organic Metals, superconductors and Magnets
    • 発表場所
      ゲーグギング(ドイツ)
    • 年月日
      2015-09-08 – 2015-09-08
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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