Development of aromatic amines with molecular film-forming ability for molecular diodes/junctions

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「分子ジャンクション」とは分子薄膜の両面に金属電極を連結したものを指すが、そこで用いる分子を外部刺激で導電性が変化するものを用いれば、外部刺激により導電性のON/OFFスイッチングが可能となる高機能な分子ジャンクションを作り出すことができる。また、外部刺激としては紫外光/可視光や加熱/冷却といった様々なものが利用可能だ。しかしながら、光や熱のような外部刺激を用いる場合には、外部刺激を与えるための光源や熱源といった別の装置を必要とするという問題点があった。そこで、申請者は電極を介して直接分子の酸化/還元が可能となる電位入力を外部刺激としたエレクトリカルスイッチ型分子ジャンクションの開発を目指すこととした。一方で、一般に可逆な酸化還元系分子は電気化学的な双安定性を持たないため、分子ジャンクションの特性の獲得は不可能である。この最も重大な特性は、申請者らが研究してきた動的酸化還元系分子に備えられていることに着目し、本研究では、金属基板上に結合能を持つヘキサフェニルエタン型とビス（ジアリールエテニル）型の2種類の化合物群を創生して、電位変化を外部刺激として作動する分子ジャンクションを実現する。前者は動作の速いスイッチング応答系として有利に働く特性を有しており、後者はより大きな電気化学的双安定性に起因したメモリー効果の発現が期待できるという特徴を持つ。上述した２種類の化合物群に該当するジャンクション分子を各種合成し、その電気化学的双安定の評価を行なうことでジャンクション形成に最適な分子構造を考察し、設計・合成を行なった。こうして得られたジャンクション分子に関しては、共同研究先にてデバイス化を行なうことで詳細な特性評価が実施されている。そこでは、我々が期待していたジャンクション特性の他、新たな特性についても確認されており、今後さらに研究が発展していく予定である。