情報の読み込みに最適なポルフィリン単分子磁石－グラフェン複合材料の開発

开发适合读取信息的卟啉单分子磁铁-石墨烯复合材料

• 批准号: 14J01519
• 负责人: 猪瀬 朋子
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Hokkaido University (2015)Osaka University (2014)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J01519/
• 关键词: ポルフィリン; 単分子磁石; 走査型トンネル顕微鏡; 単一分子操作

単分子磁石は、一分子でまるで磁石のような性質を示すため、将来のメモリー阻止や量子コンピューターへの応用が期待されている。近年では炭素材料-単分子磁石複合材料でメモリー機能の発言等が報告されており、単分子磁石のデバイス化実現への期待が高まっている。本研究課題ではこれまで、ポルフィリンダブルデッカー型錯体のプロトン付加体とアニオン体、ラジカル体を作り分けることにより、プロトン体のみが単分子磁石性を示さず、プロトンの脱着を利用した単分子磁石性のスイッチングが可能であることを報告している。本年度申請者は、上記のようなユニークな機能を有するポルフィリンダブルデッカー型錯体の表面上での挙動について単一分子レベルで評価することを目指し研究を行ってきた。まず本研究では、平面性の高いオクタエチルポルフィリンダブルデッカー型錯体のプロトン付加体を金の表面上へと吸着させ、超高真空走査型トンネル顕微鏡(UHV-STM)を用いて金表面上でのダブルデッカー型錯体の様子を観察した。その結果、オクタエチルポルフィリンダブルデッカー型錯体のプロトン付加体が、金の表面上において規則的な2次元配列構造を示すことが明らかとなった。さらに、金表面上に配列したプロトン付加体ダブルデッカー型錯体のうち任意の1分子に着目し、STMの探針から一分子にトンネル電流を流し電子注入を行ったところ、ダブルデッカー型錯体の電子状態がプロトン付加体（単分子磁石性OFF）からラジカル体（単分子磁石性ON）へと変化する様子を観察することに成功した。また、非磁性金属を用いてポルフィリンダブルデッカー型錯体を合成し、同様に表面上での挙動を調べることで、ポルフィリンダブルデッカー型錯体の表面上単分子磁石性の制御について詳細を考察した。この結果は、今後の単分子磁石のデバイス化に向けても非常に重要であると考える。

A single molecule magnet, a single molecule magnet, a single molecule, a single molecule magnet, a single molecule, a single molecule In recent years, carbon materials-monomolecular magnetite composites have been reported to have high expectations for their functional development. This research topic is to report on the possibility of using molecular magnetism of different types of complexes, such as molecular magnetism, molecular magnetism and molecular magnetism. This year's applicants are required to conduct research on the application of molecular weight loss on the surface of the above-mentioned fault. In this study, we used an ultra-high vacuum walking type electron micro-mirror (UHV-STM) to observe the surface and adsorption of the high-planarity and high-flatness electrical-contact complex on the gold surface. As a result, the surface of gold has a regular two-dimensional alignment structure. The electron state of a single molecule magnet (single molecule magnet OFF), a single molecule magnet (single molecule magnet ON), and a single molecule electron state of a single molecule magnet (single molecule magnet ON) are successfully detected. A detailed investigation of the synthesis and control of molecular magnetism on the surface of a non-magnetic metal complex This result is very important for the future development of molecular magnets.

项目成果

Proton-Induced Magnetic Switching and Observation of Surface Structure of Porphyrin-Based Terbium(III) Double-Decker Single-Molecule Magnets

卟啉基铽(III)双层单分子磁体的质子诱导磁开关及表面结构观察

• 发表时间: 2014
• 作者: Tomoko Inose;Daisuke Tanaka;Hirofumi Tanaka;Oleksandr Ivasenko;Toshi Nagata;Steven De Feyter;Naoto Ishikawa;Takuji Ogawa
• 通讯作者: Takuji Ogawa

Au(111)上オクタエチルポルフィリンダブルデッカー型単分子磁石のSTMを用いた単一分子操作

使用 Au(111) 上八乙基卟啉双层型单分子磁体的 STM 进行单分子操作

• 发表时间: 2014
• 作者: Murni Handayani;Syun Gohda;Hirofumi Tanaka;Daisuke Tanaka and Takuji Ogawa.;田中啓文;Hirofumi Tanaka;Hirofumi Tanaka;田中大輔・明田直樹・田中啓文・小川琢治;猪瀬朋子・田中大輔・Liu Jie・田中啓文・米田忠弘・小川琢治
• 通讯作者: 猪瀬朋子・田中大輔・Liu Jie・田中啓文・米田忠弘・小川琢治

2.Co-Adsorption of TbIII-Porphyrin Double-Decker Single-Molecule Magnets in a Porous Molecular Network: Toward Controlled Alignment of Single-Molecule Magnets on a Carbon Surface

2.多孔分子网络中TbIII-卟啉双层单分子磁体的共吸附：实现单分子磁体在碳表面上的受控排列

• DOI: 10.1246/cl.151040
• 发表时间: 2016
• 期刊: Chemistry Letters
• 影响因子: 1.6
• 作者: Tomoko Inose;Daisuke Tanaka;Oleksandr Ivasenko;Kazukuni Tahara;Steven De Feyter;Yoshito Tobe;Hirofumi Tanaka;and Takuji Ogawa
• 通讯作者: and Takuji Ogawa

ポルフィリン-TbIIIダブルデッカー型単分子磁石のSTMによるパターニングと近藤状態の評価

卟啉-TbIII双层单分子磁体的STM图案化及近藤态评价

• 发表时间: 2015
• 作者: 猪瀬朋子;田中大輔;Liu jie;梶原美珠;米田忠弘;小川琢治
• 通讯作者: 小川琢治

Patterning of Porphyrin-Tb(III) Double-Decker Single-Molecule Magnets on Au(111) by UHV-STM

UHV-STM 在 Au(111) 上形成卟啉-Tb(III) 双层单分子磁体的图案

• 发表时间: 2015
• 作者: Tomoko INOSE;Daisuke TANAKA;Liu JIE;Mizu KAJIHARA;Puneet MISHRA;Tadahiro KOMEDA;Takuji OGAWA
• 通讯作者: Takuji OGAWA