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2016 年度 実績報告書

被覆型分子素子を鍵とするケミカルナノデバイスの作製

研究課題

研究課題/領域番号 26288090
研究機関東京大学

研究代表者

寺尾 潤  東京大学, 総合文化研究科, 教授 (00322173)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード被覆型共役分子 / アンカー分子 / レドックス応答性 / クリック反応 / 原子間力顕微鏡 / 有機修飾
研究実績の概要

本研究では、予め合成したアンカー分子を用いる手法により、安定なレドックス応答性を有する、被覆型共役分子による修飾基板の作製に成功し、包接体においてのみ高密度修飾と高い単分子性を両立できることを明らかにした。一方で、段階的な手法により、アンカー分子における共役骨格の伸長を確認することにも成功した。このように二種類の異なるアプローチが精密に達成されたことにより、本研究分野における広い応用展開の可能性を切り開くことができた。末端の反応点をヨウ素から末端アルキンに変更することで、分子間で弱い相互作用がはたらき、より高密度で単分子性の高い接合が得られると考えた。末端アルキンであれば、薗頭カップリング反応の他にクリック反応やグレーサー反応等にも展開できる。アンカー分子のメタノール溶液にITO基板を40 ℃で浸漬したところ、単分子性の高い接合が得られた。段階的な手法による共役分子の伸長を確認するため、得られた末端アルキンを有するアンカー分子を接合した基板および伸張分子を用いて基板上でのカップリング反応を行った。反応前後の表面形状から確認できる構造体のうち、それぞれランダムで15個の構造体を選択し、ヒストグラムを作成したところ、それぞれの分子の高さに矛盾のない結果が得られた。このように接合分子の伸長が確認できたのは、接合点近傍におけるアンカー部位の高度な被覆が安定な接合を可能にしているためであると考えている。また、分子の接合基板では伸長が確認できなかったことを考慮すると、今回の場合に考えられる、パラジウムが酸化的付加した活性種の生成が溶液中で生じることが重要であったのではないかと現在のところ考えている。

現在までの達成度 (段落)

28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

28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

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 8件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Enhancement of Carrier Mobility through Deformation Potential in Metal-Containing Insulated Molecular Wires2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Ohto, Hiroshi Masai, Jun Terao, Wakana Matsuda, Shu Seki, Yasushi Tsuji, Hirokazu Tada
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 120 ページ: 26637-26644

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b08557

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Typical Metal Ion-Responsive Color-Tunable Emitting Insulated π-Conjugated Polymer Film2016

    • 著者名/発表者名
      Takuro Hosomi, Hiroshi Masai, Tetsuaki Fujihara, Yasushi Tsuji, Jun Terao
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 55 ページ: 13427-13431

    • DOI

      10.1002/anie.201603160

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Highly Insulated Conjugated Metallopolymers Containing Terpyridine-Metal Complexes2016

    • 著者名/発表者名
      Takuro Hosomi, Hiroshi Masai, Wakana Matsuda, Shu Seki, Tetsuaki Fujihara, Yasushi Tsuji, Jun Terao
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 45 ページ: 931-933

    • DOI

      10.1246/cl.160386

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rational Design for Rotaxane Synthesis via Intramolecular Slippage: Control of Activation Energy by Rigid Axle Length2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Masai, Jun Terao, Tetsuaki Fujihara, Yasushi Tsuji
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 22 ページ: 6624-6630

    • DOI

      10.1002/chem.201600429

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Synthesis of Functionalized Molecular Wire and Its Application to Molecular Electronics2017

    • 著者名/発表者名
      寺尾潤
    • 学会等名
      World Congless of Smart Materials 2017
    • 発表場所
      バンコク(タイ)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-18
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and Properties of Functionalized Molecular Wire2016

    • 著者名/発表者名
      寺尾潤
    • 学会等名
      Mini Workshop on Functional Nanomaterials
    • 発表場所
      北海道大学 電子科学研究所 (北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-12-21
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 被覆型π共役高分子の設計・合成と分子デバイスへの応用2016

    • 著者名/発表者名
      寺尾潤
    • 学会等名
      高分子学会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 招待講演
  • [学会発表] 超分子型分子素子の合成と機能2016

    • 著者名/発表者名
      寺尾潤
    • 学会等名
      先端物質化学講演会ー有機化学のフロンティアー
    • 発表場所
      九州大学先導化学研究所(福岡県・春日市)
    • 年月日
      2016-08-30
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Conductive Polyrotaxane Polymer and Its Application to Molecular Electronics2016

    • 著者名/発表者名
      寺尾潤
    • 学会等名
      Supramolecular Materials Meeting
    • 発表場所
      ベルリン(ドイツ)
    • 年月日
      2016-08-16 – 2016-08-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Insulated Metallopolymers Directed toward Molecular Electronics2016

    • 著者名/発表者名
      寺尾潤
    • 学会等名
      27th International Conference on Organometallic Chemistry 2016
    • 発表場所
      メルボルン(オーストラリア)
    • 年月日
      2016-07-17 – 2016-07-22
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] クロスカップリング反応を基軸とした高分子素子の創成2016

    • 著者名/発表者名
      寺尾潤
    • 学会等名
      第49回有機金属若手の会 夏の学校
    • 発表場所
      東海大学嬬恋高原研修センター(群馬県・吾妻郡)
    • 年月日
      2016-07-11 – 2016-07-13
    • 招待講演
  • [学会発表] 遷移金属触媒反応を駆使した高分子デバイスの創成2016

    • 著者名/発表者名
      寺尾潤
    • 学会等名
      触媒学会 ファインケミカルズ合成触媒セミナー
    • 発表場所
      大阪大学 大学院基礎工学研究科 国際棟セミナー室(大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2016-05-21
    • 招待講演
  • [図書] Synthesis and Physical Properties of Three-Dimensionally Insulated Molecular Wires2016

    • 著者名/発表者名
      Jun Terao, Manabu Kiguchi (Ed.)
    • 総ページ数
      24
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2018-01-16  

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