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

用于分子二极管/结的具有分子成膜能力的芳香胺的开发

基本信息

批准号：
20J11569
负责人：
能條航
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

「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。

"Molecules" and "molecules" are linked to metal electrodes on the surface of the molecular film. They are used for external stimulation. The conductivity of molecules is changed. The conductivity of molecules is ON/OFF. For example, external stimuli such as ultraviolet light, visible light, heating and cooling may be used. The problem is that the light source and the heat source are used in different situations. For example, the applicant may direct the acidification/reduction of molecules through the electrode medium, and may direct the development of molecules through external stimulation. In general, reversible acid reduction is impossible because of the stability of molecular electrochemistry. The most important characteristic of this study is that the applicant has studied the molecular preparation of active acidizing reducing elements. In this study, the binding energy on metal substrates was maintained, and two kinds of compound groups were created, and the potential was changed. The molecular preparation of active acidizing reducing elements was realized by external stimulation. The former is the cause of the rapid action and the favorable characteristics, while the latter is the cause of the large electrochemical bistability and the development of the favorable characteristics. Various syntheses of these two types of compound groups, as well as evaluation of electrochemical bistability, are carried out to investigate the optimal molecular structure for the formation of the molecule, and design and synthesis are carried out. The first step is to conduct a joint research on the molecular structure of the compound and to evaluate its detailed characteristics. We are looking forward to the confirmation of new and new features and the development of future research.