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

纳米自由基聚合物的合成及其在分子电子学中的应用

• 批准号: 04J01747
• 负责人: 田中 学
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J01747/
• 关键词: ラジカルポリマー; 磁気力顕微鏡; デンドリマー; 金コロイド; ポリチオフェン; 金マイクロくし型電極; 導電特性; ナノ微粒子; シリコン微細加工基板; π共役ポリマー; 導電率測定; メニスカス現象; 多分岐型ポリマー; 金-チオール結合; 原子間力顕微鏡

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。

ラ ジ カ ル (ス ピ ン) と い う functional を し, a molecular で 単 nm inch method と な る ポ PI total service リ マ ー や ポ リ マ ー particles を synthetic し, fine structure substrate へ a molecular ず つ sentaku に configuration す る こ と で, マ ク ロ で は 観 し measurement to な か っ た 単 a molecular に origin す る new た な property や く all new rules な ア プ リ ケ ー シ ョ ン へ の exhibition Go to を and see を for す とを target と て て る る 1. The magnetic force 気 顕 micro mirror (MFM) を い た nm inch method ラ ジ カ ル の magnetic polymer 気 応 answer の quantitative evaluation 価 を purpose と し faculties, certain の inch と surface base を have す る ポ リ ア ミ ド ア ミ ン デ ン ド リ マ ー に, stable な プ ロ キ シ ル ラ ジ カ ル を import し た ラ ジ カ ル デ ン ド リ マ ー を new た に synthetic し た. MFM 観 examine よ り, an intramolecular の ラ ジ カ ル contains several に 応 じ た different な る 応 answer intensity magnetic 気 の like が 観 measuring さ れ, magnetic 気 応 a strength よ り sample の magnetic 気 モ ー メ ン ト の calculate に successful し た. Conductive polymer の lock within 2. Total service の conductive properties を review 価 す る new し い method と し て, existing polymer を ナ ノ inch method gold コ ロ イ ド で interaction に link し た ネ ッ ト ワ ー を ク structure constructing し, マ イ ク ロ く し を type electrode with い て determination す る gimmick を beg し 検 た. Side chain に ラ ジ カ ル first 駆 body を す る ポ リ チ オ フ ェ ン を し, polymer end に チ オ ー ル base を import し た. Kim コロ コロ ドと mixed <s:1>, self-organized な Kim チ <s:1> てネットワ を を を combined with を using the <s:1> てネットワ てネットワ dipa を た た. SEM and TEM観 were used to examine および. XPS was determined by よ and ネットワ 観. The structure of <s:1> was formed by を. Youdaoplaceholder5 ら に た た た た. 3. ポ リ チ オ フ ェ ン / gold コ ロ イ ド interaction ネ ッ ト ワ ー ク membrane の conductive properties を マ イ ク ロ く し を type electrode with い て review 価 し た. の ネ ッ ト ワ ー ク structure constructing に い, conductivity の rise, active エ ネ ル ギ ー の low が 観 measuring さ れ, polymer locks の conductive properties が review 価 might be に な っ た と exam え ら れ る. さ ら に, フ ェ ノ キ シ ラ ジ カ ル 駆 body before フ ェ ノ ー ル を chemical acidification し, ラ ジ カ ル 発 biological に with う conductive properties - chemical を review 価 し た. Various ラ ジ カ ル polymer に masato し, ナ ノ ス ケ ー ル で の 単 molecular 観 measuring や 単 molecular の conductive properties evaluation 価 を み, ラ ジ カ ル polymer を using し た molecular エ レ ク ト ロ ニ ク ス へ の foot hanging か り を must る こ と が で き た.

项目成果

Selective Deposition of Polystyrene Nanoparticles in a Nanoetchpit Array on a Silicon Substrate

硅基板上纳米蚀刻坑阵列中聚苯乙烯纳米颗粒的选择性沉积

• 发表时间: 2004
• 期刊: Chemical Communications 2004
• 作者: M.Tanaka;N.Shimamoto;T.Tanii;I.Ohdomari;H.Nishide;Manabu Tanaka
• 通讯作者: Manabu Tanaka

Submicrometer-Sized Polystyrene Particles Packing on Silicon Microfabricated Substrate

硅微加工基板上的亚微米级聚苯乙烯颗粒填充

• 发表时间: 2005
• 期刊: Mater.Res.Soc.Symp.Proc. 910E(印刷中)
• 作者: M.Tanaka;N.Shimamoto;T.Tanii;I.Ohdomari;H.Nishide
• 通讯作者: H.Nishide

Nanometer-Sized Polyradical Particles : Organic Magnetic Dot Array Formed on a Silicon Microfabricated Substrate

纳米尺寸的多自由基粒子：在硅微加工基板上形成的有机磁点阵列

• 发表时间: 2006
• 期刊: J. Polymer. Scince : Part A : Polymer Chemistry 45
• 作者: M.Tanaka;S.Imai;T.Tanii;Y.Numao;N.Shimamoto;I.Ohdomari;H.Nishide
• 通讯作者: H.Nishide

Packing of Submicrometer-sized Polystyrene Particles within the Micrometer-sized Recessed Patterns on Silicon Substrate

亚微米级聚苯乙烯颗粒填充在硅基板上微米级凹进图案中

• 发表时间: 2006
• 期刊: Science and Technology of Advanced Materials 7
• 作者: Manabu Tanaka;Naonobu Shimamoto;Takashi Tanii;Iwao Ohdomari;Hiroyuki Nishide
• 通讯作者: Hiroyuki Nishide

Chapter 12"Arrangement of Polymer Nanoparticles on Micro- and Nano-Fabricated Silicon Substrates"Functional Nanomaterials (Ed. K.E.Geckeler)

第12章“聚合物纳米粒子在微米和纳米制造的硅基底上的排列”功能纳米材料（Ed. K.E.Geckeler）

• 发表时间: 2005
• 作者: M.Tanaka;H.Nishide
• 通讯作者: H.Nishide