Site-specific chemical adsorption on graphene nanoribbon toward active band-gap engineering

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本年度は、単層グラフェンシート上の任意位置へ高い空間分解能で分子を共有結合的に表面修飾する新たな方法を確立した。具体的には、アルキル鎖を有する短鎖脂肪酸水溶液中にグラフェンシートを浸漬し、488 nmの光照射を行うと、光照射箇所のみに選択的に短鎖脂肪酸に由来する分子を表面修飾可能なことを明らかにした。ラマン、赤外分光法による観察から、グラフェンシート表面上には、短鎖脂肪酸に由来するメチル基、メトキシ基、アセチル基が共有結合修飾されていることが明らかになった。また、アルキル鎖長の違いによりグラフェンシートへの電荷ドーピング効果を制御可能であることも確かめている。この新たな光誘起表面修飾手法は、グラフェンシート上でのサイト選択的な表面修飾をサブマイクロメートルスケールで制御可能であり、高い分解能で表面分子修飾を実現する手法として、本年度学術論文にも報告している。本年度前半は、COVID-19の影響により引き続き海外出張が難しい状況が続いたが、プロジェクトメンバーとの打合せを定期的に行うことで円滑なプロジェクト遂行に努めた。年度後半には、ベルギールーバン大学・Steven De Feyter教授と、ワークショップ「The SPIRITS/LIMNI joint workshop　Innovative materials and nanoscale analysis　-to unravel complex molecular systems-」を、12/8-9の日程でベルギー・ルーバン大学にて主催することができた。ヨーロッパ、日本から、特にナノ材料やナノ分析を専門とする11名の研究者に招待講演を依頼し、研究者ネットワークを広げるとともに、本プロジェクトの今後の可能性についても議論を行った。本年度、プロジェクトに関連する論文を3本報告し、招待講演1件を行った。