電子的非対称型グラフェンナノリボンの表面合成技術の開発と応用

电子不对称石墨烯纳米带表面合成技术开发及应用

• 批准号: 22H01891
• 负责人: 坂口 浩司
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01891/
• 关键词: ナノ炭素細線; 表面合成; グラフェンナノリボン; 化学気相成長法; 低温合成技術; ナノ材料

強誘電性、強磁性等の機能を持つ新ナノ炭素材料を目指し、片側エッジのみに電子供与性基や安定ラジカル等の官能基を有する新しい非対称型グラフェンナノリボン(GNR)構造を提案する。この新物質を実現するには、官能基の分解を避ける非常に低温で成長させる新しいGNR気相合成法の開発が不可欠である。本提案では、前駆体分子を金属表面上で気相重合して形成させた高分子に、水素受容性分子ガスを照射することで水素引き抜き反応を起こし従来に無い低温で脱水素縮環反応を起こす新しいGNR気相成長技術「分子気相アシスト法」を開発する。更にこの新手法を用いて電子的異方性を有する新しい非対称型GNRの表面合成に挑む。合成した新しい材料の応用に向けた可能性を目指す。本年度は、有機合成した対称型前駆体分子を化学気相成長法を用いて、２５０℃で前駆体高分子をAu(111)基板上に形成させた後、酸素ガスや水素受容体分子ガスを照射させ、脱水素縮環反応を起こさせGNRを合成する低温成長法の確立について検討した。その結果、照射ガス量や温度を精密に制御することにより、通常の真空加熱法では前駆体高分子の５００℃で生成するGNRが、３５０℃の低温でも形成する事を明らかにした。以上から、水素受容性ガスの前駆体高分子への照射による低温GNR合成法に成功した。

我们提出了一种新的非对称石墨烯纳米替伯苯（GNR）结构，具有官能基团，例如电子捐赠基团和稳定的自由基在一个边缘上，旨在创建具有铁电和铁磁特性等功能的新纳米碳材料。要实现这种新材料，必须开发一种新的GNR蒸气相合成方法，该方法在非常低的温度下生长以避免功能群体分解。在该提案中，我们将开发一种称为“分子气相辅助方法”的新的GNR蒸气相生长技术，该技术涉及辐照由金属表面上的前体分子蒸气相聚合形成的聚合物，并在低温下发生在低温下发生，这是不可能的。此外，该新技术用于挑战具有电子各向异性的新不对称GNR的表面合成。我们旨在为应用新合成材料的应用创造可能性。 This year, we investigated the establishment of a low-temperature growth method in which organically synthesized symmetric precursor molecules are formed on an Au(111) substrate at 250° C. using a chemical vapor deposition method, and then irradiated with oxygen gas or hydrogen acceptor molecule gas to cause a dehydrogenation ring reaction to synthesize GNR.结果，通过精确控制辐射的气体和温度的量，可以发现，在传统的真空加热方法中，在500°C下由前体聚合物在500°C下产生的GNR即使是在350°C下的低温C中形成的。