ナノ空間内でのビルドアップ型の合成反応による超効率的分子デバイスの作製

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本研究では、機能性部位をπ共役鎖内により数多く導入することにより、外部刺激による応答性を向上させた分子デバイスの作製を目指し、本手法の鍵となる被覆型共役モノマーの合成及び種々の機能性分子との園頭共重合反応による被覆型機能性分子ワイヤの合成を行った。また、ナノ電極間での共重合反応による分子配線を試みた。既存法により合成した完全メチル化α-シクロデキストリン(PM α-CD)モノトシラートから5段階を経て、総収率42%で両端にアルキニル基を有する被覆型共役モノマーを合成した。次に、この被覆型共役モノマーと両端にハロゲン基を有する機能性分子であるポルフィリン、ジアリールエテンとの薗頭共重合反応を行うことにより、被覆型機能性分子ワイヤの合成を行った。得られた各分子ワイヤに対して分光及び電荷移動度測定を行ったところ、それぞれの機能性部位に由来する特性が確認された。次に、フォトクロミズムによりスイッチング機能を有する機能性分子を用いた分子デバイスの作製を試みた。20nmのギャップを持つ金電極をパラ位にエチニル基を有するジフェニルジセレニド溶液に浸漬させ、電極表面に重合反応部位を導入した。次に、得られた修飾電極を洗浄後、量論量の被覆型共役モノマーと機能性分子の入った溶液に浸漬させ、薗頭共重合反応を行った。反応終了後に得られた電極を313nmの紫外光照射下で電流値を測定したところ、電流値の増加が見られ、本手法による分子結線に成功した。以上、本研究では、共重合反応による分子配線法での結線を目指し、被覆型共役分子として2種類の連結型[3]ロタキサン及び、機能性分子としてポルフィリン誘導体、ジアリールエテン誘導体の合成に成功し、これらの分子を用いて、共重合反応による分子配線法による結線にも成功した。