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表面配位高分子による電界効果トランジスタのボトムアップ作製

使用表面配位聚合物自下而上制造场效应晶体管

基本信息

批准号：
11F01339
负责人：
北川宏
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01339/
关键词：
FETデバイス金属錯体表面配位高分子多孔性ナノ界面技術

项目摘要

本研究では、内部に規則的なナノ細孔を有し、細孔の大きさに応じたゲスト分子の分離・吸看・貯蔵能、触媒作用、有機反応等の多彩な機能を示すことで注目を集めているMOFを基盤として、固体表面上に結晶配向性のMOF薄膜を構築しFETのチャネル素子として用いることを目標としている。初年度であるH24年度は結晶配向性のMOF薄膜を構築する手法としてボトムアップ法を採用した。具体的には5,10,15,20-tetrakis (4-carboxyphenyl) porphyrin (TCPP)とCu2+イオンを用いた水熱合成からナノメートルサイズの二次元層状のMOFシートを構築し、得られたナノシートをナノサイズの構成要素(モジュール)として用いることにより、モジュールの分散液に固体基板を浸すことでモジュールを基板上に写し取り、この操作を複数回繰り返すことで固体基板上にナノサイズのモジュールが段階的に積み重なったMOFナノ薄膜を構築することに成功した。この手法は、従来のMOF薄膜の作成法と比較して、簡便に結晶配向性のMOF薄膜が得られる手法であることから非常に重要な結果であると考えられる。この結果はアメリカ化学会誌に受理された(J, Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16524.)。また、Chemical & Engineering News (C&EN)においても紹介された。2年目となるH25年度はMoF薄膜作製手法を用いることで、Au電極をパターニングしたsi基板上に結晶配向性のMoF薄膜を作製し、このMOF薄膜が極めて高いプロトン伝導性を示すことを見出すことに成功した。水吸着組成等温線測定、及び放射光を用いた水蒸気雰囲気下でのin-situ X線回折測定を用いることにより、この系ではMOF薄膜の表面に吸着した水分子と、表面付近におけるMOF末端に存在するカルボキシル基等の未結合部位(ダングリングボンド)の相互作用により、高いプロトン伝導性を発現していることを明らかにした(J. Am. Chem. Soc, 2013, 135, 7438.)。

In this study, we have demonstrated the multi-color functions of molecular separation, absorption, energy storage, catalytic action, organic reaction, etc., such as the existence of fine pores, the large size of fine pores, and the construction of MOF thin films with crystal alignment on solid surfaces. In the first year of 2014, the method of constructing MOF thin films with crystal alignment was adopted. Specific 5,10,15,20-tetrakis (4-Carboxyphenyl) porphyrin (TCPP) and Cu2 + are used in hydrothermal synthesis to construct and obtain a two-dimensional layered MOF system. This operation is successful in building a multi-layer MOF film on a solid substrate. The method of preparing MOF thin films is very important. The results of this study were accepted by the Chemical Society (J, Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16524.)。Chemical & Engineering News (C & EN) In 2002, the MoF thin film fabrication method was successfully applied to Au electrode on Si substrate with crystal orientation, and the MOF thin film was successfully fabricated with high conductivity. Water sorption isotherm determination and radiometric determination of in-situ X-ray reflectance of water vapor under ambient conditions are used to determine the interaction between water molecules adsorbed on the surface of the MOF film and the presence of unbound sites such as groups near the surface of the MOF film. Chem. Soc, 2013, 135, 7438.)。