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

基本信息

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

项目摘要

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。

单分子磁铁具有单个分子的磁性特性，因此预计将未来的应用来阻止记忆和量子计算机。近年来，已经报道了对碳材料单分子磁铁复合材料的记忆功能的评论，并期望单分子磁铁作为设备的实现。在该研究主题中，我们以前曾报道过，通过创建质子加合物，阴离子体和卟啉双层复合物的自由基体，只有质子体现出单分子磁性的特性，并且可以使用蛋白质脱附来切换单分子磁力。今年的申请人进行了研究，旨在评估单分子水平上表面上具有独特功能的卟啉双甲甲级化合物的行为。首先，在这项研究中，将高度平面八甲基孢子蛋白双层配合物的质子加成被吸附到金表面上，并使用超高真空吸尘器扫描隧道显微镜（UHV-STM）观察到了金表面上的双层配合物的状态。结果，据揭示了八甲基卟啉双层配合物的质子加合物在金表面上表现出常规的二维阵列结构。此外，我们专注于排列在金表面上的质子加合物双层复合物的任何一个分子，当隧道电流通过STM中的探针传递到注入电子的探针时，我们成功地观察了双层复合物的电子状态如何从质子加成的质子（单分子磁性）（单分子磁性）转变为单粒元（单粒元（单分子磁磁））。此外，通过使用非磁性金属合成卟啉双层络合物复合物，详细研究了表面上的行为，以控制卟啉双层甲板表面上的单分子磁性。该结果对于单分子磁体中的将来的设备非常重要。

项目成果

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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

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
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

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