公募研究
本研究は、π電子骨格をアルキル鎖で置換したある種の非対称分子が、二分子膜構造にもとづく非常に高い層状結晶性と優れた半導体特性を示すという最近の研究成果を手がかりに、二分子膜を単位とする層構造の積層数や積層様式を自在に制御した分子集積システム構築と、その機能開拓を目的とする。本年度は、①層状結晶性をさらに強化する新分子開発、②二分子膜構造における構造相転移の発見と、これにもとづく高い層状結晶性の起源解明、及び、③単層二分子膜の極薄性を活用した分子認識センサ機能の開拓に取り組んだ。①では、BTBT系以外の拡張π電子系（BTNT系、BBBT系）をアルキル鎖で置換した非対称分子系において、BTBT系と同様な層状結晶性の極めて高い二分子膜構造の構築を確認した。②では、最も典型的なmono-Cn-BTBT系薄膜において、層状結晶内のアルキル鎖間の秩序の融解を引き金とする固相-固相転移が生じることを見出した。具体的には、n=8以上のmono-Cn-BTBT薄膜を約80 ℃で保持すると、結晶性薄膜内に新たな結晶ドメインが徐々に成長する固相-固相転移が生じること、及びそれらの詳細な偏光吸収スペクトル測定から、転移後の分子配列構造が、n=7以下のmono-Cn-BTBT薄膜と同型の分子配列構造に変化することを確認した。以上から、これら分子が形成するヘリンボーン型二分子膜構造が、π電子骨格間の秩序とアルキル鎖間の秩序の拮抗により決定づけられており、そのバランス変化により構造相転移が生じることが明らかになった。③では、前年度開発した単層二分子膜を含む積層数が様々に異なる極薄単結晶薄膜トランジスタについて、雰囲気制御下での暴露分子に対するデバイス応答特性とその積層数依存性を詳細に調べた。その結果、これらデバイスが、チャネル半導体の極薄性に由来した分子認識センサ機能を示すことが明らかになった。
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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