電荷移動型ナノドメインの設計

电荷转移纳米域的设计

• 批准号: 15685008
• 负责人: 芥川 智行
• 金额: $ 18.3万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15685008/
• 关键词: 分子性導体; Langmuir-Blodgett膜; 両親媒性; 電荷移動錯体; 有機半導体; 超薄膜; ナノ構造; ナノテクノロジー; 電荷移動相互作用; ナノドット; ナノリング; 原子間力顕微鏡; ナノワイヤ; TTF; マクロサイクル

16年度に、有機デバイスへの応用が可能な有機物等のナノ構造、特にナノドットやナノワイヤ構造等の低次元ナノ構造の構築を可能とした。17〜18年度では、ナノドット・ナノワイヤ・ナノリング・2次元ドメイン構造に至る種々の低次元ナノ構造を作製する技術を確立すると同時に、金ナノ粒子や有機半導体ナノドット構造と半導体ナノワイヤ構造が接合した集積化構造の作製に関する検討を行った。Langmuir-Blodgett (LB)法やスピンコート法に代表されるウエット法を用いて、分子の有する自己組織化を利用したナノデバイス構造の作製を試みた。研究対象として用いた分子系は、電気伝導性・超分子化学・界面化学の観点から設計した両親媒性マクロサイクリックbis-TTF分子である。ウエット法を用いて作製した様々な形態の低次元ナノ構造の集積化について検討した。直径13nmの金ナノ粒子とナノワイヤの集積化構造の作製について検討を行った結果、金ナノ粒子は、ナノワイヤの交差点上に配列し、Langmuir-Blodgett法を用いる事で金ナノ粒子の専有面積を自由に制御する事が可能となった。次に、ナノワイヤー金ナノ粒子複合構造から成るLB膜の電気伝導性に関する検討を行った。金ナノ粒子の専有面積の増加に伴い、電気抵抗の温度依存性に変化が見られた。金ナノ粒子の占有面積の増加に伴い、電気抵抗の温度依存性に変化が見られ、金ナノ粒子の基板上での占有面積が2次元パーコレーションの閾値を越えると、その電気伝導度の温度依存性に特異的な挙動が観測された。室温付近では、活性化エネルギーE_a=0.14eV程度のナノワイヤにより支配される半導体的な温度領域が観測されるのに対して、温度の低下に伴いより活性化エネルギーの小さなE_a=0.01eV及びE_a〜0eV程度の伝導領域が出現する事が明らかとなった。低温領域に於ける伝導は、金ナノ粒子間のホッピングとトンネリングによる伝導で支配されていると考えられる。ナノワイヤー金ナノ粒子集積化構造においては、基板面内で少なくとも3種類の伝導パスが存在し、低温においては金ナノ粒子間の量子伝導が出現していると考えられた。

In 2016, the construction of low-dimensional structures such as organic structures and special structures was possible. In 2017 - 18, the technology for manufacturing two-dimensional structures up to low-dimensional structures was established, and discussions were conducted on the relationship between metal particles, organic semiconductor structures, semiconductor structures, and the manufacture of integrated structures. Langmuir-Blodgett (LB) method represents the use of molecular self-organization and the use of molecular structure. Study of molecular systems, electrical conductivity, supramolecular chemistry, interface chemistry, design, affinity, bis-TTF molecules The method is used to control the aggregation of low-dimensional structures. As a result of the investigation on the fabrication of the aggregation structure of gold particles with a diameter of 13nm, the arrangement of gold particles on the intersection points of gold particles with a diameter of 13 nm and gold particles with a diameter of 13 nm is possible. Second, the relationship between the electrical conductivity of LB films and the formation of particle composite structures is discussed. An increase in the area of metal particles and a temperature dependence of electrical resistance are observed. The increase of the occupation area of the metal particles is accompanied by the temperature dependence of the electrical resistance. The occupation area of the metal particles on the substrate is increased by the threshold value of the two-dimensional electrical resistance. The temperature dependence of the electrical conductivity of the metal particles is measured. The temperature domain of semiconductor is controlled by the temperature near the room temperature, and the activation temperature E_a= 0.14 eV. The temperature decrease is accompanied by the activation temperature E_a= 0.01 eV and the conduction domain E_a ~ 0eV. In the low-temperature field, the conduction between metal particles is dominated by the conduction between particles. In the case of particle aggregation structure, there are three kinds of conduction in the substrate surface, and quantum conduction between particles occurs at low temperature.

项目成果

T.Akutagawa et al.: "Magnetic Properties of [Ni(dmit)_2] Anions Induced by Flexible Hydrogen-bonded Supramolecular Cations (p-Xylylenediammonium^<2+>)(Crown Ethers)_2"J.Phys.Chem.B.. 107. 66-74 (2003)

T.Akutakawa 等人：“由柔性氢键超分子阳离子 (对苯二甲胺^<2 >)(冠醚)_2 诱导的 [Ni(dmit)_2] 阴离子的磁性”J.Phys.Chem.B.

Structural phase transition driven by spin-lattice interaction in a quasi-one-dimensional spin system of [1-(4'-iodobenzyl)pyridinium][Ni(mnt)2].

• DOI: 10.1021/jp051995g
• 发表时间: 2005-09
• 期刊: The journal of physical chemistry. B
• 作者: X. Ren;T. Akutagawa;S. Nishihara;Takayoshi Nakamura;W. Fujita;K. Awaga

T.Akutagawa et al.: "Proton-Transfer and Dielectric Phase Transition in Molecular Conductor (HDABCO^+)_2(TCNQ)_3"J.Am.Chem.Soc. 126. 291-294 (2004)

T.Akutakawa 等人：“分子导体中的质子转移和介电相变 (HDABCO^)_2(TCNQ)_3”J.Am.Chem.Soc。

2k(F) Transitions in a Series of (DMET)_2(X_1X_2TCNQ)(X_1,X_2=Br,Cl,F,CH_3,H):Subsidiary Lattice Effect by Anion Radicals

一系列 (DMET)_2(X_1X_2TCNQ)(X_1,X_2=Br,Cl,F,CH_3,H) 中的 2k(F) 跃迁：阴离子自由基的辅助晶格效应

• 发表时间: 2004
• 期刊: Phys.Rev.B. 67
• 作者: T.Sato;T.Hasegawa;T.Akutagawa;T.Nakamura;R.Kondo
• 通讯作者: R.Kondo

Molecular Rotor of Cs_2([18]crown-6)_3 in Solid State Coupled with Magnetism of [Ni(dmit)_2]

固态Cs_2([18]crown-6)_3分子转子与[Ni(dmit)_2]磁性耦合

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Am.Chem.Soc. (In press)
• 作者: T.Ichimura;N.Hayazawa;M.Hashimoto;Y.Inouye;S.Kawata;X.M.Ren et al.;S.Nishihara et al.;A.Akutu-Sato et al.;T.Akutagawa et al.
• 通讯作者: T.Akutagawa et al.