フラーレンを層状化合物ナノ層間に集積させた新規高密度pn接合デバイスの創製

创建一种新型高密度 p-n 结器件，富勒烯集成在层状化合物纳米层之间

• 批准号: 21655077
• 负责人: 三宅 通博
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21655077/
• 关键词: 有機・無機ハイブリッド材料; ナノシート; 無機層状化合物; フラーレン; 剥離; 交互積層法; pn接合; デンドリマー

本研究は、p型半導体であるイオン交換性無機層状化合物のナノ層間へn型半導体であるフラーレンを集積させた新規有機・無機ハイブリッドpn接合デバイスを開発することを目的としている。研究目的を達成するために、非イオン性であるフラーレンをデンドリマーで表面修飾してカチオン化し、カチオン交換性のコバルト系層状化合物の層間に集積させる方法と層間を界面活性剤で修飾して疎水的な表面にしてフラーレンを集積させる方法を検討した。フラーレンを末端アミン型デンドリマーで修飾すれば、フラーレンをカチオン化したフラロデンドロンを得ることができる。末端アミンのフラロデンドロンを包摂する前段階として、NH4+型のコバルト酸層間化合物の合成を目指して、NH3共存下での水酸化コバルトの酸化反応を検討した。前駆体である水酸化コバルトの分散溶液を02ガスでバブリングしながら恒温槽で養生することでH+型のコバルト酸層間化合物が得られたが、目指していたNH4+型は得られなかった。さらに、H+型を前駆体としてイオン交換反応による末端アミン型のデンドリマーとの複合化を検討したが、層間にデンドリマーを包摂したコバルト酸層間化合物を得ることはできなかった。以上より,別の手法による複合化の検討が必要であると考えられた。次に、層間に界面活性剤を挿入した層間化合物を合成し、疎水的な層間へ直接フラーレンを集積することを検討した。共沈法を用い,ドデシル硫酸ナトリウム(DS)やドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(DBS)と共に沈殿した水酸化コバルト分散溶液を02ガスでバブリングしながら恒温槽で養生することで、層間に界面活性剤を挿入したCo-Co系層状複水酸化物(LDH)が得られた。現在、得られたCo-Co系LDH層間へのフラーレンの導入を検討している。フラーレンの導入に成功すれば、不活性雰囲気で熱処理を施すことで目的とするpn接合ハイブリッド材料が合成できると期待される。

这项研究旨在开发一种新型的有机无机混合PN连接装置，其中N型半导体富勒烯集成到离子脱离的无机分层化合物的纳米层中，即P-type半导体。为了实现研究目标，我们研究了一种用树状大分子对非离子富勒烯进行表面修饰以将其阳离子化的方法，以及一种在层之间累积基于阳离子的基于阳离子的基于阳离子的钴基化合物的方法，以及一种用表面活性剂修饰中间层的方法，以形成水生皮表面。用末端胺树突聚合物对富勒烯进行修饰，可为富勒酮燃烧的富勒烯富勒烯甲化富勒烯基于富勒烯，基于富勒烯的富勒烯基于富勒烯。作为末端胺全产物的融合，我们研究了在NH3存在下氢氧化钴的氧化反应，旨在合成NH4+型钴酸互化化合物。先前氢氧化钴的色散溶液在恒温浴中固化，同时用02气体冒泡，并获得H+型钴酸介质化合物，但未获得打算的NH4+类型。此外，尽管H+类型被用作前体，但研究了通过离子交换反应与末端胺型树枝状聚合物的络合，但不可能获得在层之间包括树枝状聚合物的钴酸插入化合物，在该化合物中包括树枝状聚合物。从上面，人们认为有必要使用不同的方法研究组合。接下来，合成了在层之间插入表面活性剂的中间层化合物，并研究了富勒烯的积累直接在疏水层中。使用共沉淀法，将氢氧化钴分散溶液用十二烷基硫酸钠（DS）和十二烷基苯苯甲酸钠（DBS）沉淀在恒温浴中，用02气泡在恒温浴中固化，同时用02气体飞泡，在层次上均与二氧化物双氧化物（lddh）的共二层均固定在surfactant中。目前，我们正在考虑将富勒烯引入所获得的Co-Co LDH层中。如果成功引入了富勒烯，可以预期可以通过在惰性气氛中进行热处理来合成所需的PN结杂交材料。

项目成果

A novel nanocomposite material prepared by intercalating photoresponsive dendrimers into a layered double hydroxide

• DOI: 10.1016/j.jssc.2009.12.016
• 发表时间: 2010-02
• 期刊: Journal of Solid State Chemistry
• 影响因子: 3.3
• 作者: Toshiyuki Tanaka;S. Nishimoto;Y. Kameshima;Jun Matsukawa;Y. Fujita;Y. Takaguchi;M. Matsuda;M. Miyake

Fabrication of LDH/photoresponsive dendron nanocomposite film through layer by layer method

逐层法制备LDH/光响应树枝状纳米复合薄膜

• 发表时间: 2010
• 作者: S.Kawahara;P.Suksawad;Y.Yamamoto;H.Kuroda;田中俊行;越崎直人;藤原忍・井上沙羅;T.Tanaka
• 通讯作者: T.Tanaka

Ion exchange property of layered double hydroxide for photoresponsive dendrimers

光响应树枝状聚合物层状双氢氧化物的离子交换性能

• 发表时间: 2010
• 作者: Liang LI、Hyun Jung NAM;石川善恵、越崎直人;田中俊行;井上沙羅・藤原忍;M.Miyake
• 通讯作者: M.Miyake

レイヤーバイレイヤー法を用いた層状複水酸化物ナノシート/デンドリマー積層薄膜の作製

层层法制备层状双氢氧化物纳米片/树枝状聚合物层压薄膜

• 发表时间: 2011
• 作者: S.Kawahara;P.Suksawad;Y.Yamamoto;H.Kuroda;田中俊行
• 通讯作者: 田中俊行

LbL法を用いたLDH/機能性デンドリマーハイブリッド薄膜の作製

LbL法制备LDH/功能性树枝状聚合物杂化薄膜

• 发表时间: 2010
• 作者: Liang LI;越崎直人;河原成元;田中将啓・藤原忍;田中俊行
• 通讯作者: 田中俊行