孤立したナノ構造体・分子素子の電極レス伝導度評価技術の開発

孤立纳米结构和分子器件无电极电导率评估技术的开发

• 批准号: 15651052
• 负责人: 関 修平
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15651052/
• 关键词: マイクロ波; 孤立分子; 伝導度; 移動度; 電極レス; 共役高分子; 分子素子; DNA; ポリシラン; ポリゲルマン; カーボンナノチューブ; 過渡吸収

本研究では凝縮相中に孤立して存在するナノ構造体の過渡状態、特にその伝導特性を反映する1〜複数電子酸化或いは還元状態を、光反応・放射線化学反応を応用して創り出し、(1)高速過渡分光法(TAS)、(2)時間分解マイクロ波吸収伝導度測定法(TRMC)を用いた生成過渡種の電気伝導度評価、の2手法を組み合わせることによりナノ構造体(σ・π共役高分子)の電荷キャリア伝導特性の評価を行った。・TRMC法を用いた伝導度評価本年度は薄膜或いは溶液中のさまざまな共役高分子材料・伝導性生体分子(特にDNA)に対し、光及び放射線照射によって電荷キャリアを生成させ、これらキャリアによる伝導度の時間変化を定量分析した。過渡伝導度の成分はTAS法による過渡種、特に正孔のダイナミクスと完全に一致することを確認し、共役系上のキャリアの実体と伝導特性、特に単一キャリアの持ち得る非等方的移動度(Isotropic Mobility)を明らかにした。この結果、共役高分子であるポリチオフェン・ポリシランなどにおいて、その分子内電荷移動度が、従来の飛行時間測定法で見積もられた移動度の値に対し10^2〜10^3倍程度高い値になることが明らかとなった。これは通常の高分子プロセスでは、素子の評価において固体構造や不純物の影響を強く受けてしまうことを示唆すると同時に、規則性かつ十分に"Impurity Free"な素子を形成した場合、これらを材料とした素子は画期的な性能を示すことが予想される。また、生体高分子でもあるDNAを、溶液中・孤立鎖の状態でその分子鎖内移動度を本手法により定量した結果、おおよそ10^<-3>cm2/Vsの移動度を示すことが明らかとなり、潜在的に高い電荷輸送性能を有することが示された。・TAS-TRMC両手法によるシームレスな分析と分子鎖形態との相関TAS-TRMC両手法を同時に適用・評価し得る測定システムの構築を、現在のTASシステムに付随させる形で行い、互いに相補的な両手法の複合利用により、様々な「かたち」を有する分子鎖の「単分子」伝導特性評価システムとして確立した。上記の結果は、分子鎖の「かたち」と単分子伝導特性の相関として与えられ、分子設計へと迅速にフィードバックする事が可能となった。

This study で は condensation phase に isolated し て exist す る ナ ノ constructs の transition state, に そ の 伝 guide features を reflect す る 1 ~ plural electronic acidification or い は を yuan state, light also against 応 · radiation chemistry against 応 を 応 with し て gen り し, (1) the transition spectrometry (TAS), (2) the time decomposition マ イ ク ロ wave absorption 収 伝 conductance measurement (TRM C) を い た generated two の electric 気 伝 conductance review 価, の 2 group technique を み わ せ る こ と に よ り ナ ノ constructs (polymer), sigma PI, total service charge キ の ャ リ ア 伝 guide features の review 価 を line っ た. · を TRMC method with い た 伝 conductance review 価 は film this year or い は solution の さ ま ざ ま な polymer materials, total service 伝 conductivity raw body molecules (に DNA) に し, light and seaborne び radiation に よ っ て charge キ ャ リ ア を generated さ せ, こ れ ら キ ャ リ ア に よ る 伝 conductance の quantitative analysis time variations change を し た. Transition 伝 conductance の composition は TAS method に よ る transition, especially に hole is の ダ イ ナ ミ ク ス と に completely consistent す る こ と を confirm し, battle wear の キ ャ リ ア の be body と 伝 guide features, special に 単 a キ ャ リ ア の hold ち る of parties such as mobile degrees (Isotropic Mobility) を Ming ら か に し た. こ の results, existing polymer で あ る ポ リ チ オ フ ェ ン · ポ リ シ ラ ン な ど に お い て, そ の intramolecular charge mobile が, 従 の flight time measurement で see product も ら れ た mobile degrees の numerical に し seaborne high degree of 10 ^ 2 ~ 10 ^ 3 times on い numerical に な る こ と が Ming ら か と な っ た. こ れ は usually の polymer プ ロ セ ス で は, plain child の review 価 に お い て solid structure や Impurity content の を strong く by け て し ま う こ と を in stopping す る と に, rules at the same time and か つ very に "Impurity Free な element child "を form し た occasions, こ れ ら を material と し た element child は drawing す of stage performance of な を こ と が to think さ れ る. ま た, body polymer で も あ る を, solution, DNA isolation lock の で そ の molecular lock を mobile degrees within this gimmick に よ り quantitative し た results, お お よ そ 10 ^ < - > 3 cm2 / Vs の を mobile degrees in す こ と が Ming ら か と な り, high potential に い charge transport properties を have す る こ と が shown さ れ た. , TAS - TRMC struck gimmick に よ る シ ー ム レ ス な と molecular lock form と の phase masato TAS - TRMC struck gimmick を に applicable, at the same time review 価 し have る determination シ ス テ ム の constructing を, now の TAS シ ス テ ム に pay with さ せ る で line い, mutual い に phase of な struck technique の composite USES に よ り, others 々 な "か た ち" を have す る points The property evaluation of the 伝 conductance of the "単 molecule" of the sub-lock 価システムと て is established, and <s:1> た is set. Written の results は, molecular lock の "か た ち" と 単 molecular characteristic の 伝 guide masato と し て and え ら れ, molecular design へ と quickly に フ ィ ー ド バ ッ ク す が る things may と な っ た.

项目成果

Photoconductivity in Fullerene Doped Polysilane Thin Films

富勒烯掺杂聚硅烷薄膜的光电导性

• 发表时间: 2006
• 期刊: Synthetic Metal 156
• 作者: S.Seki;et al.
• 通讯作者: et al.

S.Seki et al.: "Nano-wire Formation and Selective Adhesion on Substrates by Single Ion Track Reaction in Polysilanes"Jpn.J.Appl.Phys.. 43. 4159-4161 (2004)

S.Seki 等人：“通过聚硅烷中的单离子径迹反应在基材上形成纳米线和选择性粘附”Jpn.J.Appl.Phys.. 43. 4159-4161 (2004)

S.Seki et al.: "Charged Particle and Photon Interactions with Matter"Mercel Dekkar Inc. 860 (2004)

S.Seki 等人：“带电粒子和光子与物质的相互作用”Mercel Dekkar Inc. 860 (2004)

S.Seki et al.: "Fabrication of Nano-Wires Using High-Energy Ion Beams"J.Phys.Chem.B. 108. 3407-3409 (2004)

S.Seki 等人：“使用高能离子束制造纳米线”J.Phys.Chem.B。

Photogenerated Hole Mobility in DNA Measured by Time-Resolved Microwave Conductivity

通过时间分辨微波电导率测量 DNA 中的光生空穴迁移率

• 发表时间: 2006
• 期刊: J.Am.Chem.Soc. 128
• 作者: S.Seki;et al.
• 通讯作者: et al.