ナノ寸法ラジカル高分子の合成と分子エレクトロニクスへの展開

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ラジカル(スピン)という機能性を有し、単一分子でnm寸法となるπ共役ポリマーやポリマー微粒子を合成し、微細構造基板上へ一分子ずつ選択的に配置することで、マクロでは観測し得なかった単一分子に由来する新たな物性や全く新規なアプリケーションへの展開を見い出すことを目標としている。1.磁気力顕微鏡(MFM)を用いたnm寸法ラジカル高分子の磁気応答の定量的評価を目的とし、一定の寸法と表面官能基数を有するポリアミドアミンデンドリマーに、安定なプロキシルラジカルを導入したラジカルデンドリマーを新たに合成した。MFM観察より、一分子内のラジカル含有数に応じた異なる応答強度の磁気像が観測され、磁気応答強度より試料の磁気モーメントの算出に成功した。2.共役導電性高分子の高分子鎖内の導電特性を評価する新しい方法として、共役高分子をナノ寸法金コロイドで交互に連結したネットワーク構造を構築し、マイクロくし型電極を用いて測定する手法を検討した。側鎖にラジカル前駆体を有するポリチオフェンを合成し、高分子末端にチオール基を導入した。金コロイドと混合し、自己組織的な金-チオール結合を利用してネットワーク膜をした。SEM、TEM観察およびXPS測定より、ネットワーク構造の形成を明らかにした。3.ポリチオフェン/金コロイド交互ネットワーク膜の導電特性をマイクロくし型電極を用いて評価した。ネットワーク構造の構築に伴い、導電率の上昇、活性化エネルギーの低下が観測され、高分子鎖内の導電特性が評価可能になったと考えられる。さらに、フェノキシラジカル前駆体フェノールを化学酸化し、ラジカル発生に伴う導電特性変化を評価した。各種ラジカル高分子に関し、ナノスケールでの単一分子観測や単一分子の導電特性評価を試み、ラジカル高分子を利用した分子エレクトロニクスへの足掛かりを得ることができた。