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

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。

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。