導電性高分子末端への電気化学的ナノ電極接続法の開発

电化学纳米电极与导电聚合物末端连接方法的发展

• 批准号: 19651041
• 负责人: 坂口 浩司
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Ehime University (2008)Shizuoka University (2007)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19651041/
• 关键词: ナノ材料; 自己組織化; 表面・界面物性; ナノコンタクト; 電気化学; 表面化学; 分子ワイヤ; 分子エレクトロニクス

本研究では、はじめに単一分子レベルで制御した二次元表面結晶、及びその積層構造を電気化学エピタキシャル重合により構築し、ヨウ素で表面修飾した金単結晶基板に導電性高分子(ポリチオフェン)の大面積・完全結晶を作成する。次に作成した二次元表面結晶や高配向結晶を載せた金単結晶基板に電子線描画法、電気化学エッチング法、真空蒸着法などにより導電性高分子に電極を接続する新しい方法論を開発することを目的とする。本年度は、分子ワイヤーに電極を接続する二種類の手法を検討した。(1)電気化学エピタキシャル重合法を用いて、ヨウ素-金電極上に単一分子レベルで重合させた分子ワイヤーの表面二次元結晶を、接着性高分子を介して表面酸化シリコン基板(絶縁性基板)に転写し、金の真空蒸着により分子ワイヤーへの電極接続を行った。ギャップ間隔が10μmとマクロながら、FETを作製し、大きな移動度を得ることができた。(2)電子ビームリソグラフィーとナノプリント法を用いて、30nm間隔のナノギャップ電極を作製する新しい手法を開発した。SOGレジストを塗布したシリコン基板に電子ビームリソグラフィーにより30nmギャップのモールドを作製した後、その上に金剥離層としてクロムを数nm蒸着した後、電極材料である金を50nm厚ほど蒸着した。これをポリエチレンテレフタレート(PET)基板上に圧着転写し、30nm間隔のナノギャップ電極を精度良く作製する新しい方法を開発した。電子ビームリソグラフィーの条件を変えて、30-110nmの間隔のナノギャップ電極を作製することに成功した。

在这项研究中，首先是通过电化学上的外延聚合化在单分子水平控制的二维表面晶体，其层压结构首先构建，并且在金色的单晶底物表面在用碘化的金表面上创建了大面积和完美的导电聚合物（聚噻吩）的完美晶体。接下来，目的是开发一种新的方法，用于将电极连接到电导聚合物与金色的单晶，通过电子束图，电化学蚀刻，真空蒸发等，将二维表面晶体和高度方向的晶体安装在上面，我们研究了两种类型的方法，用于将电极连接到分子上。 (1) Using an electrochemical epitaxial polymerization method, two-dimensional surface crystals of molecular wires that were polymerized at the single-molecule level on an iodine-gold electrode were transferred to a surface-oxidizing silicon substrate (insulating substrate) via adhesive polymers, and electrodes were connected to the molecular wires by vacuum deposition of gold.尽管间隔为10μm，但仍制造了FET，并获得了较大的迁移率。 （2）开发了一种新方法，使用电子束光刻和纳米载方法制造具有30 nm间距的纳米类电极。通过电子束光刻制备30 nm间隙模具在硅底物上施加了抗SOG抗性后，将铬蒸发至几nm作为黄金释放层，然后将电极材料的金蒸发到约50 nm厚。已经开发了一种新方法，可以通过按下并将其转移到聚对苯二甲酸酯（PET）底物上，以30 nm的间距来精确制造纳米间隙电极。我们通过更改电子束光刻的条件，成功地使用了30-110 nm的间距来制造纳米型电极。

项目成果

Electrochemical Epitaxial Polymerization of conjugated-Polymer Wires

共轭聚合物线的电化学外延聚合

• 发表时间: 2008
• 作者: J. Taniguchil;S. Ide;N. Unno;H. Sakaguchi;坂口浩司;H. Sakaguchi;H. Sakaguchi;H. Sakaguchi
• 通讯作者: H. Sakaguchi

電気化学エピクキシャル重合により形成した分子細線の構造と機能

电化学外延聚合形成的分子线的结构与功能

• 发表时间: 2009
• 作者: J. Taniguchil;S. Ide;N. Unno;H. Sakaguchi;坂口浩司
• 通讯作者: 坂口浩司

Electrochemical epitaxial polymerization of single-molecular wires

• DOI: 10.1038/nmat1176
• 发表时间: 2004-08-01
• 期刊: NATURE MATERIALS
• 影响因子: 41.2
• 作者: Sakaguchi, H;Matsumura, H;Gong, H
• 通讯作者: Gong, H

単-分子ワイヤー

单分子线

• 发表时间: 2007
• 期刊: 高分子 56
• 作者: Keita Sagegami;Akira Hiraishi;and Hirowki Futamata;坂口 浩司
• 通讯作者: 坂口 浩司

Nanoprint Lithography of Metal Nano-patterns on Plastic Films

塑料薄膜上金属纳米图案的纳米印刷光刻

• 发表时间: 2008
• 作者: J. Taniguchi;S. Ide;N. Unno;H. Sakaguchi
• 通讯作者: H. Sakaguchi