2012 Fiscal Year Annual Research Report
錯体オリゴマーワイヤの単一鎖内電子移動の解析と外部刺激制御
| Project/Area Number |
12J08850
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
前田 啓明 東京大学, 大学院・理学系研究科, 特別研究員(DC1)
|
|---|
| Keywords | 錯体ワイヤ / 逐次的錯形成 / 電子移動 / 金属電極 / 水素終端化シリコン / 酸化還元 |
|---|
| Research Abstract |
当研究は金属および半導体電極上に錯体オリゴマーワイヤを逐次的錯形成法を用いて構築し、その電気特性を単一分子鎖レベルで評価すること、またその電子移動挙動をワイヤを構成する金属イオン、配位子、外部刺激などによって制御することを研究の目的としている。従来の研究において、電子移動挙動の評価はバルクレベルで行われており単一鎖での測定は行われていない。また、半導体である水素終端化シリコン表面上の錯体分子ワイヤについてはバルクレベルでの電子輸送挙動も測定されていない状態であった。当年度は、水素終端化シリコン電極上に逐次的錯形成法により錯体分子ワイヤを構築し、その電子輸送能を評価することを主な研究対象とした。水素終端化シリコンをヒドロシリル化反応によって修飾し、逐次的錯形成法によりワイヤを構築した。ワイヤの構築は主にサイクリックボルタンメトリー法によりビステルピリジン金属錯体の酸化還元波を測定し、そのピーク電流値が電位の掃引速度に比例することから確認した。また、そのピーク面積から被覆量を算出することにより定量的な錯形成が行われていることを確認した。シリコン上のワイヤの電子移動速度について評価を行ったところ、表面固定用配位子の影響を強く受けることが分かった。また、錯体ワイヤの長距離電子輸送能評価を行うために末端に導入した酸化還元活性種の酸化還元挙動は、金電極上の錯体ワイヤの場合とは大きく異なることが示されている。半導体と金属電極の差異が強く表れた結果であると考えられ、現在どのような要素が強く影響を与えているかを検討している。得られた研究成果については、国内外の学会にて発表した。錯体化学会第62回討論会においては学生講演賞を受賞した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
電極表面上にワイヤを作製するための表面固定用配位子、およびその電気化学特性評価に使用する末端配位子の合成を行った。また、錯体ワイヤの定量的な構築をサイクリックボルタンメトリー法により評価した。STMによる電子輸送挙動評価には至らなかったが、半導体上の錯体ワイヤについて、電子移動速度と固定用配位子の影響に関する知見を得ることができたため、おおむね順調に研究が進展したと考えられる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は引き続き水素終端化シリコン電極上の錯体分子ワイヤの長距離電子輸送特性を評価し、金属電極上のワイヤとの比較を行うとともに、金電極上の錯体ワイヤについてSTMを用いた単一分子鎖の電子移動挙動評価を行っていく予定である。長距離電子輸送能評価においては、当研究室で電子移動速度の算出の際に主に使用されるクロノアンペロメトリー法に加え、交流インピーダンス法や交流ボルタンメトリー法などを併用することにより、より詳細な分析を行えると考えている。また、STMによる単一分子鎖評価においては、ワイヤ末端に金属微粒子を導入することにより、ワイヤの識別を容易にする、およびSTM探針との良好なジャンクションが形成できると考えられる。今後はワイヤ末端への金属微粒子を導入する際の浸漬条件などを検討し、STMによる観測・導電性測定を行っていく予定である。
|
