混合原子価金属錯体を用いた単一分子素子とそのナノ集合体の機能創製

使用混合价金属络合物功能性创建单分子器件及其纳米组件

基本信息

批准号：
14740362
负责人：
張浩徹
金额：
$ 2.43万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、化学的及び物理的手法を駆使した単分子レベルにおける状態変換や、ナノスケール特有の量子効果に基づいた単分子電子素子の開発が注目を集めている。本研究ではそのための最重要課題として、(1)物理的及び化学的摂動に対し応答し、分子内電子状態を変換しうる双安定性分子の構築と(2)引き起こされる分子内状態変換を隣接分子へ伝達しうる超分子システムを合理的に構築することに注目し研究を遂行している。特に、「混合原子価状態」という非対称的な電子構造を「分子が持つ情報」として活用する事で、金属錯体ならではの性質を示す電子素子を開発することを目的としている。本研究では、2年間の研究過程に、長鎖アルキル基を有する新規平面性Pd,Pt錯体の合成に成功し、その結晶構造解析により構造を明らかにすると同時に、ナノサイズの混合原子価金属錯体を合成することを目的に、原子価互変異性に基づく双安定性を示すCoキノン錯体をモジュールとした新規クラスターの合成方法を見出した。得られた新規5,6,10核クラスター錯体は、金属及び配位子ともに電子スピンを有し、かつ配位子が混合原子価状態である、これまでにない類を見ないナノサイズクラスターである。本研究ではこれらの分子構造を明らかにすると共に、その生成機構並びに磁性について検討を行い、錯体が外場により、金属-配位子間又は配位子間の電荷および電子移動が誘起される可能性を確認した。また本クラスター錯体は、反応活性なセミキノネートとフェニレンジアミン間の脱水縮合反応がその形成の引き金となり生成することを明らかとし、他種金属イオンにも応用可能であり、且つ多様なナノサイズ金属錯体クラスターの創成に有用な反応であることを示した。

近年来，利用化学和物理方法以及纳米尺度特有的量子效应，基于单分子水平的状态转变的单分子电子器件的发展引起了人们的关注。本研究中最重要的问题是（1）构建能够响应物理和化学扰动并改变其分子内电子态的双稳态分子，以及（2）诱导分子内状态转变我们的研究重点是超分子的合理构建可以将信息传递给分子的系统。具体来说，其目标是通过利用被称为“混合价态”的不对称电子结构作为“分子拥有的信息”来开发表现出金属配合物独特特性的电子器件。本研究经过两年的研究过程，成功合成了一种新型长链烷基平面Pd、Pt配合物，并通过晶体结构分析阐明了其结构，同时合成了纳米尺寸的混合价金属为了合成，我们发现了一种使用 Co 醌配合物作为模块合成新簇的新方法，该簇表现出基于价互变异构的双稳态。所获得的新的5、6、10核簇配合物是前所未有的纳米级簇，其中金属和配体都具有电子自旋，并且配体处于混合价态。在这项研究中，我们将阐明这些分子的分子结构，检查它们的形成机制和磁性，并证明该配合物可以通过外场诱导金属与配体之间或配体之间的电荷和电子转移。性别。此外，研究表明，反应性半醌酸酯和苯二胺之间的脱水缩合反应引发了该簇络合物的形成，并且该反应也适用于其他金属离子。