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逐次合成法による高次機能性ポルフィリンアレイ単分子デバイスの実現

采用顺序合成法实现高功能卟啉阵列单分子器件

基本信息

批准号：
16J01261
负责人：
玉木孝
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Tokyo (2017)Osaka University (2016)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

様々な中心金属を有するポルフィリン錯体について、ブレークジャンクション法により単分子の電気伝導度の測定を行った。その結果、理論式に従って電気伝導度と金属ポルフィリンのHOMOとの間に相関を持つことが実際に確かめられた。ここで理論式によるフィッティングによって単分子架橋状態における金電極のフェルミ準位及び分子と電極とのカップリングΓを求めることが可能ではないかと考えた。最終的に、ΔSCF法により計算されたイオン化ポテンシャルと電気伝導度を持ちいてフィッティングを行ったところ、鏡像電荷効果を考慮し、フェルミ準位が-4.8eV、Γが-6.6meVであるとそれぞれ求まった。フェルミ準位については、バルク金属表面のものと比較的同様であり、これは単分子架橋において、分子が表面に与える影響が十分に少ないためであると考えられる。また、Γについては計算値と比較して妥当な値であると考えられる。以上のように、様々な金属ポルフィリンの電気伝導度とイオン化ポテンシャルの関係から、分子架橋におけるエネルギー準位の位置関係を知ることに成功した。また、ブレークジャンクション法において破断の過程で分子に張力が印加されていることに着眼し、力学刺激により動作する機能性単分子デバイスの評価を試みた。力学刺激に応答する骨格としてはスピロピランを用い、力学刺激を伝えるのに十分強いアンカーであるチオールを導入した分子を合成した。この分子について、MCBJ法によりI-V特性の評価を行った。その結果、スピロピラン状態においては整流性をしめし、メロシアニン状態においては対称なI-Vカーブを示すことが明らかとなった。更に、電極間距離を大きくし張力を印加することで整流を示すI-Vカーブから対称なI-Vカーブへの変化の観測に成功し、スピロピランの異性化を実現できたと考えている。

Determination of electrical conductivity of single molecules by the method of "complex" metal The results show that the theoretical formula for the electrical conductivity and metal conductivity of HOMO is correct. The theoretical formula is: gold electrode, gold electrode Finally, the ΔSCF method is used to calculate the electrical conductivity of the sample at-4.8eV and-6.6meV. The surface of a metal is the same as the surface of a metal. The surface of a metal is the same as the surface of a metal.また、Γについては计算値と比较して妥当な値であると考えられる。The electrical conductivity and molecular bridging of the metal complex were successfully investigated. The molecular tension in the process of fracture and the functional molecular tension in the process of mechanical stimulation are evaluated. The mechanical stimulation is very strong, and the molecular synthesis is very strong. This molecular design, MCBJ method, I-V characteristics and evaluation. As a result, the state of the lamp is rectified, and the state of the lamp is rectified. In addition, the distance between the electrodes is increased, the tension is increased, and the rectification is shown in the I-V curve. The transformation of the I-V curve is successfully measured, and the transformation of the I-V curve is realized.