機能団の大面積・高秩序・高密度集積化による革新的分子薄膜材料の創製

本年度は、三脚型トリプチセン薄膜の機能開拓を目的として、二つの研究課題を実施した。研究課題１「ジアセチレンのトポケミカル重合による大面積二次元共役膜の構築と光学特性の解明」では、大面積に高秩序薄膜を形成可能な三脚型トリプチセン誘導体の側鎖として、内部ジアセチレン部位を有するアルキル側鎖を導入した新規誘導体を合成し、薄膜状態での重合反応の検討および、その薄膜の光学特性の解明を目的として研究を開始した。その結果、以前に報告した三脚型トリプチセン誘導体と同様に、新規に合成した三脚型トリプチセンもまた基板上に完全に配向した分子膜を形成することを見出した。さらに、この分子が溶媒分子を層間に取り込み層間距離を伸張することに着目し、溶媒分子の取り込みを駆動力として仕事をする有機配向膜を構築した。この薄膜の膜厚の変化を原子間力顕微鏡の技術を駆使することにより、力学的パラメーターおよび仕事量の算出にも成功した。研究課題２「高性能半導体薄膜の創製へ向けたドメイン境界のない二次元伝導帯の構築」では、三脚型トリプチセン誘導体に半導体ユニットを組み込み、集積化技術により構造秩序性が極めて高い二次元伝導帯を構築し、高性能半導体薄膜の創製を目指した。しかしながら、三脚型トリプチセンの薄膜状態における半導体特性を調査したが、高い半導体特性を達成することはできなかった。ここで、環拡張三脚型トリプチセン誘導体に導入するアルキル側鎖の体積バランスの違いにより、同じ色素部位を有しながら異なる集合構造が形成されることを見出したことをきっかけとして、研究の目的を集合構造と物性の相関を解明に変更した。その結果、同じ色素部位を有しながら異なる集合構造を形成する二つの環拡張三脚型トリプチセン誘導体の薄膜状態における、励起ダイナミクスおよびキャリア伝導性の相関を明らかにした。

本年度は、三脚型トリプチセン薄膜の機能開拓を目的として、二つの研究課題を実施した。研究課題１「ジアセチレンのトポケミカル重合による大面積二次元共役膜の構築と光学特性の解明」では、大面積に高秩序薄膜を形成可能な三脚型トリプチセン誘導体の側鎖として、内部ジアセチレン部位を有するアルキル側鎖を導入した新規誘導体を合成し、薄膜状態での重合反応の検討および、その薄膜の光学特性の解明を目的として研究を開始した。その結果、以前に報告した三脚型トリプチセン誘導体と同様に、新規に合成した三脚型トリプチセンもまた基板上に完全に配向した分子膜を形成することを見出した。さらに、この分子が溶媒分子を層間に取り込み層間距離を伸張することに着目し、溶媒分子の取り込みを駆動力として仕事をする有機配向膜を構築した。この薄膜の膜厚の変化を原子間力顕微鏡の技術を駆使することにより、力学的パラメーターおよび仕事量の算出にも成功した。研究課題２「高性能半導体薄膜の創製へ向けたドメイン境界のない二次元伝導帯の構築」では、三脚型トリプチセン誘導体に半導体ユニットを組み込み、集積化技術により構造秩序性が極めて高い二次元伝導帯を構築し、高性能半導体薄膜の創製を目指した。しかしながら、三脚型トリプチセンの薄膜状態における半導体特性を調査したが、高い半導体特性を達成することはできなかった。ここで、環拡張三脚型トリプチセン誘導体に導入するアルキル側鎖の体積バランスの違いにより、同じ色素部位を有しながら異なる集合構造が形成されることを見出したことをきっかけとして、研究の目的を集合構造と物性の相関を解明に変更した。その結果、同じ色素部位を有しながら異なる集合構造を形成する二つの環拡張三脚型トリプチセン誘導体の薄膜状態における、励起ダイナミクスおよびキャリア伝導性の相関を明らかにした。