含金属被覆型分子ワイヤの合成と分子エレクトロニクス素子への応用

金属包覆分子线的合成及其在分子电子器件中的应用

• 批准号: 13J01889
• 负责人: 正井 宏
• 金额: $ 1.73万
• 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: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J01889/
• 关键词: 被覆型分子ワイヤ; ロタキサン; シクロデキストリン; 白金アセチリド; ルテニウムポルフィリン; 燐光発光; センサ; 分子接合; 分子内スリッピング; 固体燐光発光; 分子エレクトロニクス; 分子ワイヤ; 電荷移動度

被覆型分子ワイヤを等差的に伸張するプログラム合成法を開発し、被覆箇所と共役長が高度に制御された被覆型共役分子を得た。続いて、加熱のみによって被覆型共役分子を得る、分子内スリッピング法に関する詳細を探索し、その一般性を明らかにした。本手法によって合成した被覆型白金アセチリド錯体は強い燐光発光を示し、その量子収率は被覆によって向上することが示された。ヘテロ環を導入することで、軌道エネルギーを大きく変化させ、発光色を緑色から赤色へと変化させることも可能となった。これらの燐光発光は、被覆によって固体中でも失活することなく発現したことから、発光色をチューニング可能な固体燐光材料としての応用性が示された。続いて、被覆型メタロポリマーがセンサ材料の出力としても幅広く活用できることが明らかとなった。白金とルテニウム錯体を用いた被覆型バイメタロポリマーは、一酸化炭素ガスに応答して燐光発光強度が大きく変化した。また、被覆型白金アセチリドポリマーは、固体状態における塩化水素ガスセンサ材料として応答した。以上の結果は、被覆による量子収率の向上と、金属錯体特有の反応性、さらには固体燐光発光に対する被覆効果など、本研究に特有の様々な効果を融合した新規機能性であるといえる。さらに、金属含有の被覆型分子ワイヤの配線材料としてのポテンシャルを調べるため、固体中における分子内電荷移動度を測定し、理論化学計算によって軌道エネルギー変化を比較したところ、高い伝導性と機能性を両立するための設計指針が明らかとなった。最後に、分子配線の入口となる、電極界面における分子修飾として、ITO基板上で直立した被覆型接合分子の末端に反応点を導入したところ、基板上でのカップリング反応が進行し、共役分子が伸長することが原子間力顕微鏡観察によって示された。従って、本構造体の界面制御素子としての有用性が示されている。

Coating type molecular ワ イ ヤ を arithmetic of に stretching す る プ ロ グ ラ ム synthesis を open 発 し long が と by covering a total service and highly に suppression さ れ た coating type molecules are を た total service. 続 い て, heating の み に よ っ て type coating were "を る, molecules within ス リ ッ ピ ン グ method に masato す る を detailed exploring し, そ の general を Ming ら か に し た. This technique に よ っ て synthetic し た coating type platinum ア セ チ リ ド misprinted は strong い 燐 発 light を し, そ の quantum 収 rate は coating に よ っ て upward す る こ と が shown さ れ た. ヘ テ ロ ring を import す る こ と で, orbital エ ネ ル ギ ー を big き く variations change さ せ, 発 light color を green か ら red へ と variations change さ せ る こ と も may と な っ た. こ れ ら の 燐 発 light は, covering に よ っ て in solid で も inactivation す る こ と な く 発 now し た こ と か ら, 発 light color を チ ュ ー ニ ン グ may な 燐 light solid material と し て の 応 use sex が shown さ れ た. 続 い て, covering メ タ ロ ポ リ マ ー が セ ン サ material の output と し て も picture hiroo く use で き る こ と が Ming ら か と な っ た. Platinum と ル テ ニ ウ ム misprinted を with い た coating type バ イ メ タ ロ ポ リ マ ー は, acidification carbon ガ ス に 応 answer し て 燐 発 light intensity big が き く variations change し た. Youdaoplaceholder0, coated platinum アセチリドポリ アセチリドポリ アセチリドポリ アセチリドポリ アセチリドポリ アセチリドポリ て応 た, solid における hydrochloric chloride ガスセ と サ material と て応 answer た た. の above results は, covering に よ る quantum 収 rate の と upward, metal misprinted の 応 sex, unique さ ら に は solid 燐 発 light に す seaborne る coating services fruit な ど, this study に の unique others 々 な unseen fruit を fusion し た new rules on functional で あ る と い え る. さ ら に type, metal containing の coating molecular ワ イ ヤ の wiring material と し て の ポ テ ン シ ャ ル を adjustable べ る た め, solid に お け る intramolecular charge mobile degree を し measurement, the theory of chemical calculation に よ っ て orbit エ ネ ル ギ ー variations change を compare し た と こ ろ, high い 伝 conductivity と functional を struck made す る た め の design pointer が Ming ら か と な っ た. Finally に, molecular wiring の entrance と な る, electrode interface に お け modification of る と し て, ITO substrate で upright し た coating type joint molecular に の end point of 応 を import し た と こ ろ, substrate で の カ ッ プ リ ン グ anti 応 が し, molecular total service が elongation す る こ と が interatomic force 顕 micromirror 観 examine に よ っ て in さ れ た. Youdaoplaceholder0, the <s:1> interface control element of this structure と て て <s:1> the usefulness が shows されて る る る る.

项目成果

被覆型共役メタロワイヤの合成と機能性

涂层共轭金属线的合成和功能

• 发表时间: 2015
• 作者: 正井 宏;寺尾 潤;藤原 哲晶;辻 康之
• 通讯作者: 辻 康之

Synthesis of Cyclic-Insulated Conjugated Anchor Molecule and Its Immobilization on ITO Substrate

环状绝缘共轭锚分子的合成及其在ITO基底上的固定化

• 发表时间: 2015
• 作者: Hiroshi Masai;Jun Terao;Tetsuaki Fujihara;Yasushi Tsuji
• 通讯作者: Yasushi Tsuji

環状被覆型共役アンカー分子の合成

环状包被的共轭锚分子的合成

• 发表时间: 2015
• 作者: 正井 宏;寺尾 潤;藤原 哲晶;辻 康之
• 通讯作者: 辻 康之

Synthesis of Functionalized Insulated Molecular Wires by Polymerization of an Insulated π-Conjugated Monomer

通过绝缘π-共轭单体聚合合成功能化绝缘分子线

• DOI: 10.1039/c3cc47105e
• 发表时间: 2014
• 期刊: Chemical Communication
• 作者: Terao;J. ; Homma;K. ; Konoshima;Y. ; Imoto;R. ; Masai;H. ; Matsuda;W. ; Seki;S. ; Fujihara;T. ; Tsuji;Y.
• 通讯作者: Y.

Synthesis of Molecular Wires Strapped by π-Conjugated Side Chains: Integration of Dehydrobenzo[20]annulene Units

π-共轭侧链束缚的分子线的合成：脱氢苯并[20]轮烯单元的整合

• DOI: 10.1021/acs.joc.5b01414
• 发表时间: 2015
• 期刊: J. Org. Chem.
• 影响因子: 3.6
• 作者: J. Terao;M. Ohsawa;H. Masai;Y. Kurashige;T. Fujihara;and Y. Tsuji
• 通讯作者: and Y. Tsuji