Development of organic spintronics devices through precise synthesis of helical polymers

通过螺旋聚合物的精确合成开发有机自旋电子器件

• 批准号: 21KK0084
• 负责人: 西村 達也
• 金额: $ 12.15万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-10-07 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21KK0084/
• 关键词: スピントロニクス; らせん高分子; リビング重合; ポリフェニルアセチレン; ポリジフェニルアセチレン

技術の進歩によりスピントロニクスの研究が盛んに行われるようになった。スピン電子はスピン角運動量の自由度をもち、上向きと下向きの2種類存在する。それらは鏡像関係にあるため、キラルな化合物中を通り抜ける際に、どちらか一方のスピンが偏って移動する。これはキラル分子によるスピン偏極現象(CISS)効果として Naaman教授らによって報告された(Science, 2011)。この報告を突破点として、いくつかの生体高分子を用いる有機スピントロニクス研究が開始されている。一方向巻きのらせん状生体分子に対して電場を印加すると、一方のスピンが優先的に移動する。しかし、精密に分子設計された有機化合物を用いる研究はほとんど無く、CISS効果の全容解明には有機分子の多様化が必要である。有機物はスピン軌道相互作用が小さいため、スピン偏極素子の材料としては注目されてこなかったが、これは分子設計に大きな制限があったためであり、本研究ではこの問題を解決し有機スピン偏極素子の実用化を目指す。我々は最近、末端官能基化らせん高分子の精密合成法の開発に成功した。本共同研究では、我々が独自に開発したらせん高分子の精密合成法を用いて、スピン偏極を増幅する効果的な主鎖構造や機能部位の配列制御を見出し、CISS効果の全容解明のための基礎科学をCISS効果の提唱者でこの分野を牽引するNaaman教授と共同してキラルな有機分子によるスピン偏極効果の本質を理解し、新しい高スピン偏極有機デバイスの創製を目指す。2022年度は、末端に銅フタロシアニンを有するらせんポリマーおよび、ポリジフェニルアセチレンの単分子膜についてCISS効果の測定を試みた。

Technology <s:1> progress によ によ スピ トロニ トロニ トロニ through ス が research が んに fields われるようになった. There are two types: スピ スピ electron スピ スピ スピ Angle motion <s:1> degrees of freedom を ち ち, upward-pointing と と, downward-pointing する. そ れ ら は mirror masato is に あ る た め, キ ラ ル な compounds を tong り sorting け る interstate に, ど ち ら か side の ス ピ ン が partial っ て mobile す る. Molecular に こ れ は キ ラ ル よ る ス ピ ン partial extreme phenomenon (CISS) working fruit と し て Naaman professor ら に よ っ て report さ れ た (Science, 2011). こ の report を breakthrough と し て, い く つ か の living body polymer を use い る organic ス ピ ン ト ロ ニ ク ス research が start さ れ て い る. Born a direction 巻 き の ら せ ん shape body molecular に し seaborne て electric field を Inca す る と, one party の ス ピ ン が priority に mobile す る. し か し molecular design, precision に さ れ を た organic compounds with い る research は ほ と ん ど く, CISS unseen fruit の let all interpret に は の many others in organic molecules change が necessary で あ る. Organic matter は ス ピ ン orbital interaction が small さ い た め, ス ピ ン partial pole element child の material と し て は attention さ れ て こ な か っ た が, こ れ は に big き molecular design limitations な が あ っ た た め で あ り, this study で は こ の を solve し organic ス ピ ン partial pole element child の be used を mesh refers to す. Recently, I have successfully developed に and た the precision synthesis method <e:1> of terminal functionalized らせん polymers. This study で は, I 々 が に alone open 発 し た ら せ ん polymer の precision synthesis を い て, ス ピ ン partial pole を rights of す る や な master lock structure function parts of the unseen fruit の match column suppression を see し, CISS unseen fruit の full capacity interpret の た め の basic science を CISS unseen fruit の mention sung で こ の eset を traction す る Naaman professor と し together て キ ラ ル な organic molecules に よ る ス ピ ン partial pole を understanding of nature of working fruit の し, new し い high ス ピ ン partial polar organic デ バ イ ス の created を refers す. End of the 2022 annual は, に copper フ タ ロ シ ア ニ ン を have す る ら せ ん ポ リ マ ー お よ び, ポ リ ジ フ ェ ニ ル ア セ チ レ ン の 単 molecular membrane に つ い て CISS sharper determination of fruit の を try み た.

项目成果

Synthesis of Stereoregular Telechelic Poly(phenylacetylene)s: Facile Terminal Chain-End Functionalization of Poly(phenylacetylene)s by Terminative Coupling with Acrylates and Acrylamides in Rhodium-Catalyzed Living Polymerization of Phenylacetylenes

• DOI: 10.1021/jacs.1c00150
• 发表时间: 2021-02-18
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Echizen, Kensuke;Taniguchi, Tsuyoshi;Maeda, Katsuhiro
• 通讯作者: Maeda, Katsuhiro

Synthesis of Pentaarylcyclobutenylrhodium(I) Complexes and Their Reactivity and Initiation Mechanism in Polymerization of Monosubstituted Acetylenes

五芳基环丁烯基铑(I)配合物的合成及其在单取代乙炔聚合中的反应活性和引发机制

• DOI: 10.1021/acs.organomet.1c00712
• 发表时间: 2022
• 期刊: Organometallics
• 影响因子: 2.8
• 作者: Sakamoto Shiori;Taniguchi Tsuyoshi;Sakata Yoko;Akine Shigehisa;Nishimura Tatsuya;Maeda Katsuhiro
• 通讯作者: Maeda Katsuhiro

Weizmann Institute(イスラエル)

魏茨曼研究所（以色列）

Synthesis of an Immobilized Three-state Switchable Chiral Stationary Phase for HPLC Using a Metal Cation-responsive Optically Active Poly(phenylacetylene) Derivative and Its Chiral Recognition Ability

使用金属阳离子响应光学活性聚苯乙炔衍生物合成固定化三态可切换手性HPLC固定相及其手性识别能力

• DOI: 10.1246/cl.220518
• 发表时间: 2023
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: Fukuda Mayu;Nishimura Tatsuya;Hirose Daisuke;Maeda Katsuhiro
• 通讯作者: Maeda Katsuhiro

Well‐Controlled Living Polymerization of N‐Propargylamides and Their Derivatives by Rhodium Catalysis

铑催化下 N-炔丙酰胺及其衍生物的可控活性聚合

• DOI: 10.1002/anie.202117234
• 发表时间: 2022
• 期刊: Angewandte Chemie International Edition
• 作者: Ito Kosuke;Taniguchi Tsuyoshi;Nishimura Tatsuya;Maeda Katsuhiro
• 通讯作者: Maeda Katsuhiro