分子集合体ナノワイヤと金属粒子からなる複合構造の作製と評価

分子组装纳米线与金属颗粒复合结构的制备与评价

• 批准号: 04J09075
• 负责人: 帯刀 陽子
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Hokkaido 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 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J09075/
• 关键词: ナノワイヤ; AFM; LB法; 2鎖型マクロサイクリックTTF; F_4TCNQ; 電気伝導度; 金コロイド; 分子集合体; フォトリソグラフィ

申請者は、この分子集合体ナノワイヤに金微粒子を複合化させた新たなハイブリッド構造を作製し、分子集合体からなる電子デバイスの構築を目指し、そのナノスケールでの表面構造制御と電子状態制御について研究を進めてきた。さらに、ナノワイヤと複合化させる金微粒子の濃度、サイズを変化させることで、電気物性及び電子状態が合理的に制御可能である事を明らかにした。1.分子性ナノワイヤの構造制御と電気物性評価初めに、累積時の条件を詳細に検討することでナノワイヤ構造のサイズ、配向性の制御について検討した。このとき得られたナノワイヤLB膜の室温における電気伝導度は、〜10^<-3>S/cmであり、その温度依存性は半導体的であった。2.ナノワイヤ-金微粒子複合構造の作製と電気物性評価分子集合体ナノワイヤと金微粒子からなる複合構造は下相水に、濃度(金原子の数に換算している)5×10^<-4>〜1×10^<-1>mMの範囲で金微粒子を導入し、Langmuir-Blodgett法を用いてマイカ基板上に累積することで得た。次に、ナノワイヤ-金微粒子複合構造の電気伝導度に関する評価を試みた。金微粒子の粒子径を13nmに固定し、下相水中での金微粒子濃度を5×10^<-4>〜1×10^<-1>mMの範囲で変化させた時の伝導性を金微粒子の基板上での占有率をパラメーターとして検討した。金微粒子濃度が、1×10^<-2>mM以下の場合は温度が低下するにつれて抵抗値が上昇する真性半導体的な挙動を示し、ナノワイヤ自身の伝導性から説明可能であった。一方、5×10^<-2>mM以上の金微粒子濃度では、高温と中温と低温領域で異なった活性化エネルギーを有する伝導挙動が観測された。この伝導挙動は、高温部分ではナノワイヤの伝導に、中温部分ではナノワイヤを介した金微粒子間のトンネリング機構に、低温部分ではcoherent-tunnelingから説明が可能であった。

The applicant has made progress in the research on the surface structure control and electronic state control of molecular aggregates, such as the preparation of new molecular aggregates and the construction of electronic aggregates. The concentration, concentration and electron state of gold particles are controlled reasonably. 1. Structural control of molecular properties, evaluation of electrical properties, detailed discussion of conditions for accumulation time, structural control of molecular properties, and control of alignment. The temperature dependence of LB films is ~ 10^<-3>S/cm. 2. Preparation of gold particle composite structure and evaluation of electrical properties Molecular assembly The composite structure is composed of lower phase water and concentration (converted from the number of gold atoms)5×10^<-4>~ 1×10^<-1>mM of gold particles. Langmuir-Blodgett method is used to accumulate gold particles on the substrate. Second, the evaluation of the electrical conductivity of the composite structure of gold particles When the particle diameter of gold particles is fixed at 13nm, the concentration of gold particles in the lower phase water is 5×10^<-4>~ 1×10^<-1>mM, the conductivity of gold particles on the substrate is changed. When the concentration of gold particles is less than 1×10^<-2>mM, the temperature decreases, the resistance increases, and the conductivity of the true semiconductor increases. The concentration of gold particles above 5×10^<-2>mM is measured at different temperatures. The heat transfer mechanism, the high temperature part, the medium temperature part, the coherent-tunneling mechanism, and the low temperature part may be explained.

项目成果

Molecular-assembly Nanostructures of 1 : 1 Mixed Langmuir-Blodgett Films of Amphiphilic Bis-TTF Macrocycle and F_4-TCNQ

两亲性 Bis-TTF 大环化合物和 F_4-TCNQ 1:1 混合 Langmuir-Blodgett 薄膜的分子组装纳米结构

• 发表时间: 2006
• 期刊: Colloids and Surfaces A (in press)
• 作者: Y.Tatewaki;T.Akutagawa;T.Hasegawa;T.Nakamura;H.Hasegawa;S.Mashiko;C.A.Christensen;J.Becher
• 通讯作者: J.Becher

Langmuir layer, and Langmuir-Blodgett films of bis-tetrathiafulvalene annelated macrocycle.

双四硫富瓦烯稠合大环的 Langmuir 层和 Langmuir-Blodgett 膜。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Bulletin of the Chemical Society of Japan 78(2)
• 作者: Nakamura;Takayoshi;Tatewaki;Yoko;Ohta;Takanori;Wakahara;Keisuke;Akutagawa;Tomoyuki;Hasegawa;Tatsuo;Tachibana;Hiroaki;Azumi;Reiko;Matsumoto;Mutsuyoshi;Christensen;Christian A.;Becher;Jan
• 通讯作者: Jan

Langmuir layers and Langmuir-Blodgett films of bis-tetrathiafulvalene annelated macrocycle.

双四硫富瓦烯稠合大环的 Langmuir 层和 Langmuir-Blodgett 膜。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Bull.Chem.Soc.Jpn. 78(2)
• 作者: T.Nakamura;Y.Tatewaki;T.Ohta;K.Wakahara;T.Akutagawa;T.Hasegawa;H.Tachibana;R.Azumi;M.Matsumoto;C.A.Christensen;Jan Becher
• 通讯作者: Jan Becher

Structural change in Langmuir-Blodgett films of bis-tetrathiafulvalene annelated macrocycle-tetrafluorotetracyanoquinodimethane charge transfer complex.

双四硫富瓦烯退火大环-四氟四氰基醌二甲烷电荷转移络合物的 Langmuir-Blodgett 薄膜的结构变化。

• 发表时间: 2004
• 期刊: Molecular Crystals and Liquid Crystals 424
• 作者: Tatewaki;Yoko;Akutagawa;Tomoyuki;Hasegawa;Tatsuo;Nakamura;Takayoshi;Christensen;Christian;Becher;Jan.
• 通讯作者: Jan.