巨大分子クラスターの内部温度制御と構造相転移の解明

阐明大分子团簇的内部温度控制和结构相变

基本信息

批准号：
20038043
负责人：
中嶋敦
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、芳香族有機分子ナノ集合体について、内部温度を制御した有機結晶や薄膜の電子物性を微視的に理解するための構造相転移現象を解明することを目的として研究を推進した。平成21年度は、孤立分子とバルクの橋渡しを実現する観点から分子の有限多体系に着目し、特に温度を規定した環境下で、その構造の秩序性を解明するための実験研究に取り組んだ。特に、有機金属クラスターをプローブとすることによって、表面上に形成される2次元自己組織化単分子膜(SAM)の2次元融解に関する成果を得た。アルカンチオールSAMにおいて注目されることは、2次元炭化水素鎖が表面上で「相」に対応する秩序状態をもつかという点である。この自己組織化したSAMの秩序性の挙動を明らかにするために、鎖長の異なる様々なアルカンチオールSAM基板を調製し、その表面上にバナジウム(V)-ベンゼン(Bz)1:2組成サンドイッチクラスター正イオンV(Bz)_2^+を10-20eV程度の入射エネルギーで打ち込み、蒸着されたサンドイッチクラスターの熱力学的安定性や配向特性を評価した。昇温脱離スペクトルの測定からSAMの炭素鎖長がC4からC22まで長くなるにつれて、脱離しきい温度が高温側にシフトし、ナノクラスターの脱離の活性化エネルギーは、C4-,C8-SAMで約60.0kJ/molであったが、C22-SAMでは、化学吸着熱に匹敵する～150kJ/molへと著しく増大していることがわかった。また、反射型赤外スペクトル測定から、C22-SAMのように鎖長が長い場合には、V(Bz)_2クラスターは蒸着時にSAM内に進入することによって捕捉されることがわかった。そして、室温以上まで固体基板上に固定される原理は、アルキル分子鎖の自己組織化に基づく秩序化によっていることを明らかにした。これらの成果を含めて、第四回公開シンポジウム(5/30-31、東京)、および、国際シンポジウム(1/7-9、京都)においてポスター発表を行ない、さらに、成果報告会(3/7-8、東京)において研究成果について講演を行った。

在这项研究中，我们对芳香族有机分子纳米组装体进行了研究，旨在阐明结构相变现象，以便从微观上了解内部温度受控的有机晶体和薄膜的电子特性。 2009年，我们从实现孤立分子与整体之间的桥梁的角度出发，关注分子的有限多体系统，并从事实验研究，以阐明其结构的有序性，特别是在限定的温度环境下。特别是，我们通过使用有机金属簇作为探针，获得了关于在表面上形成的二维自组装单层（SAM）的二维熔化的结果。烷硫醇SAM值得注意的是，二维烃链具有对应于表面“相”的有序状态。为了阐明这种自组装 SAM 的有序行为，我们制备了各种具有不同链长的烷硫醇 SAM 基底，并在表面放置了钒 (V)-苯 (Bz) 1:2 组成的三明治簇正离子 V(。 Bz)_2^+以约10-20 eV的入射能量注入，并评估了沉积的夹层团簇的热力学稳定性和取向特性。程序升温脱附光谱的测量表明，随着SAM碳链长度从C4增加到C22，脱附阈值温度向高温侧移动，纳米团簇脱附的活化能从C4-、C8-SAM增加。约为 60.0 kJ/mol，但在 C22-SAM 中，发现显着增加至约 150 kJ/mol，与化学吸附热相当。此外，反射红外光谱表明，当链长像C22-SAM一样长时，V(Bz)_2簇在沉积过程中通过进入SAM而被捕获。他们还揭示了在室温以上的固体基质上固定的原理是基于烷基分子链自组织的排序。包括这些成果在内，在第四届公开研讨会（5月30日至31日，东京）和国际研讨会（1月7日至9日，京都）上进行了海报展示，并举行了成果报告会（2019年3月7日-8日）。东京）就研究成果进行了演讲。