多脚型アンカー基をもつレドックス活性分子を起点とした分子配線の構築と電子機能

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多脚型アンカー基により分子を多点吸着で固体表面に固定し、垂直および水平配向の制御を行い、(1)基板表面上での多点吸着による微小ナノ空間の作成(2)金表面と金ナノ微粒子間に挟まれた錯体積層系の錯体分子の電気伝導性について検討した。具体的には、(1)としては3座配位子であるターピリジン基を3個もちD_<3h>対称の架橋配位子および6個のアルキルチオール酸基をもつ三座配位子およびこれらの配位子をもつルテニウム三核錯体を新規に合成し、金電極基板への錯体の自己組織化膜の作製を行ない、接触角測定から分子の吸着により基板が疎水化されることを明らかにした。この錯体修飾ITO基板の電気化学測定において、ジチオフルバレンが固定された錯体内の小空間に内包されること、薄層分光電気化学の測定から固定された錯体膜はエレクトロクロミック性を示すことを明らかにした。(2)としては金電極上にチオール基で固定し、ルテニウム中心イオンを挟んでチオール基あるいはホスホン酸基をもつ垂直配向型ルテニウム錯体の電気伝導性を電導性原子間力顕微鏡(AFM)による電流電圧(1-V)曲線測定から検討した。チオール基をアンカーにもつ錯体を金表面に固定し、そのSAM膜上に金ナノ微粒子を疎らに固定し、金ナノ粒子と分子とがアンカー基による(金電極)-(錯体分子SAM膜)-(金ナノ微粒子)を作製し、その分子アンカー基とナノ粒子間の相互作用が電導性にどのように関与しているかを調べた。両端がチオール基の場合と片側がチオール、他がホスホン酸の場合を比べると後者が10倍近く伝導度が下がること、またこのホスホン基にZr(IV)イオンを挟んで上部をチオール基とすると伝導度は下がるがホッピング伝導性が見られることがわかった。単一層での電導性測定は最近たくさんあるが多層化による測定例は少なく、今回の例は新しい測定系をあたえるものである。さらに、4脚型ホスホン基をもつルテニウム錯体はシリコン基板上への集積化についてXPSにより詳細に調べ論文とした。