Development of Unsymmetrical Molecular Junctions Based on Ligand Design of Organometallic Molecular Wires

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電極―分子―電極構造は分子ジャンクションと呼ばれ分子デバイスの基本構造であり、分子ジャンクションの機能開発をすることで高機能な分子デバイス開発が 進展することが期待される.これまでに高い構造対称性を有する有機分子ワイヤーに関して広く研究が行われてきた. 一方、我々は有機分子ワイヤーに金属錯体 をドーピングした有機金属分子ワイヤーが高い伝導性を示すことを明らかとしてきた.今回、高次機能を持つ分子ジャンクションとして分子ワイヤーの非対称化に着目した.分子ワイヤーを非対称化することで電流が流れる方向を制御する整流機能の発現が期待される.本研究では有機金属錯体のうち異なる配位子を持つ，非対称性分子ワイヤーを開発しその機能を検証することを目的とした.本年度は、主鎖が非対称となった分子ワイヤーの基礎物性と単分子電気伝導度を行なった.UV-visスペクトルおよび電気化学的計測の結果、非対称な側鎖を持つ分子ワイヤーは、対称な側鎖を持つ分子ワイヤーのそれぞれ中間的な性質を示すことが明らかとなった。またこの結果はDFT計算の結果とも良い一致を示した。一方、アンカーとしてピリジンとチオアニソールを持つ非対称側鎖の単分子電気伝導度計測を操作型電子顕微鏡ブレイクジャンクション計測を行ったところ、ピリジンアンカーを持つ分子ワイヤーに近い伝導度を示した。今後、非平衡グリーン関数法を用いた伝導状態の解析を行いこの理由について明らかとする。また予備的ながらI-V測定の計測を開始した。高電圧側で生じるノイズ解消が課題となっており、次年度以降に引き続き検討を行う予定である。