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単分子化学による構造化ナノグラフェンの表面合成

单分子化学表面合成结构化纳米石墨烯

基本信息

批准号：
21F21058
负责人：
川井茂樹
金额：
$ 1.47万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年の走査型プローブ顕微鏡の計測技術の向上とともに、単分子の構造を直接的に観察することができるようになった。本研究では、その計測技術を用いて、金属表面上に蒸着して加熱により小分子を反応させる表面化学反応の開発と、その生成物である炭素ナノ薄膜の電気特性の評価および機能開発を目的とした。加熱により誘発される表面化学反応を開発した。現在の表面合成においてもっとも一般的に用いられている反応は、ホモカップリングのウルマンタイプである。しかし、多様な構造を合成するためには、異なる部位を意図した方向で連結できるヘテロカップリングの実現が重要である。そこで、有機合成で一般的に保護基として用いられているＴＭＳ基とC-Cl部位との間で反応する薗頭タイプの表面反応を開発した。これにより、異なるユニットを交互に配置させたオリゴマーの生成を実現した。これまでにヘテロアトムを炭素ナノ構造体に導入する試みがされてきた。しかし、表面合成では用いる前駆体分子の制限により、Siなどの重い14族元素の導入が困難であった。そこで、表面科学で一般的な電子線加熱蒸着でSi原子をあらかじめ金表面に吸着させ、その場で分子と反応させることで、Siを含んだ2次元の炭素ナノ薄膜の合成を実現した。2015年に受入研究者が合成したホウ素を含有したグラフェンナノリボンは下地の金基板に強く吸着し、そのままでは電気特性の計測が困難であった。そこで、AuSix薄膜を用いたインターカレーション膜を生成することで計測を試みた。その過程で、Si原子がホウ素サイト上に化学結合し、また、探針によって除去できることが分かった。この探針による構造変化を行うことで、導入したホウ素に起因して発生した近藤ピークを検出することに成功した。これら外国人特別研究員が主導的に行った研究以外にも、受入研究者が推進している研究にも積極的に参画し、多くの研究成果を挙げた。

In recent years, the measurement technology of walking microscope has been improved, and the structure of single molecule has been directly observed. The purpose of this study is to evaluate the electrical properties and functional development of carbon thin films prepared by evaporation and heating of small molecules on metal surfaces. Heat induced surface chemical reaction Now the surface of the composite material is generally used in the reverse direction, and the surface of the composite material is used in the reverse direction. The structure of the structure is composed of different parts, different directions, links, and different parts. In general, organic synthesis involves the development of TMS groups and C-Cl sites. This is the first time I've ever seen one. This is the first time a carbon structure has been introduced. It is difficult to control the precursor molecules and introduce the heavy group 14 elements into the surface synthesis. The synthesis of Si atoms, Si molecules, Si atoms, Si In 2015, researchers found it difficult to measure the electrical characteristics of gold substrates with strong adsorption and high temperature. For example, AuSix thin films can be used to measure the thickness of thin films. Si atoms are chemically bound to each other, and probes are chemically removed. The structure of the probe was changed, and the probe was successfully introduced. Foreign researchers are leading the research, the researchers are promoting the research, the researchers are actively participating in the research, and the research results are increasing.

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Head‐to‐Tail Oligomerization by Silylene‐Tethered Sonogashira Coupling on Ag(111)

Ag(111)上硅烯系Sonogashira偶联的头尾齐聚

DOI：
10.1002/anie.202102882
发表时间：
2021
期刊：
Angewandte Chemie International Edition
影响因子：
0
作者：
Sun Kewei;Sagisaka Keisuke;Peng Lifen;Watanabe Hikaru;Xu Feng;Pawlak R?my;Meyer Ernst;Okuda Yasuhiro;Orita Akihiro;Kawai Shigeki
通讯作者：
Kawai Shigeki

Heterocyclic Ring‐Opening of Nanographene on Au(111)

Au(111)上纳米石墨烯的杂环开环

DOI：
10.1002/anie.202017137
发表时间：
2021
期刊：
Angewandte Chemie International Edition
影响因子：
0
作者：
Sun Kewei;Sugawara Kazuma;Lyalin Andrey;Ishigaki Yusuke;Uosaki Kohei;Taketsugu Tetsuya;Suzuki Takanori;Kawai Shigeki
通讯作者：
Kawai Shigeki

Strain‐Sensitive On‐Surface Ladderization by Non‐Dehydrogenative Heterocyclization

通过非脱氢杂环化进行应变敏感的表面阶梯化

DOI：
10.1002/chem.202203622
发表时间：
2023
期刊：
Chemistry - A European Journal
影响因子：
0
作者：
Ma Yujing;Sugawara Kazuma;Ishigaki Yusuke;Sun Kewei;Suzuki Takanori;Kawai Shigeki
通讯作者：
Kawai Shigeki

Manipulation of Spin Polarization in Boron-Substituted Graphene Nanoribbons