ナノ空間内でのビルドアップ型の合成反応による超効率的分子デバイスの作製

通过纳米空间中的堆积合成反应制造超高效分子器件

基本信息

批准号：
22685011
负责人：
寺尾潤
金额：
$ 8.74万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、機能性部位をπ共役鎖内により数多く導入することにより、外部刺激による応答性を向上させた分子デバイスの作製を目指し、本手法の鍵となる被覆型共役モノマーの合成及び種々の機能性分子との園頭共重合反応による被覆型機能性分子ワイヤの合成を行った。また、ナノ電極間での共重合反応による分子配線を試みた。既存法により合成した完全メチル化α-シクロデキストリン(PM α-CD)モノトシラートから5段階を経て、総収率42%で両端にアルキニル基を有する被覆型共役モノマーを合成した。次に、この被覆型共役モノマーと両端にハロゲン基を有する機能性分子であるポルフィリン、ジアリールエテンとの薗頭共重合反応を行うことにより、被覆型機能性分子ワイヤの合成を行った。得られた各分子ワイヤに対して分光及び電荷移動度測定を行ったところ、それぞれの機能性部位に由来する特性が確認された。次に、フォトクロミズムによりスイッチング機能を有する機能性分子を用いた分子デバイスの作製を試みた。20nmのギャップを持つ金電極をパラ位にエチニル基を有するジフェニルジセレニド溶液に浸漬させ、電極表面に重合反応部位を導入した。次に、得られた修飾電極を洗浄後、量論量の被覆型共役モノマーと機能性分子の入った溶液に浸漬させ、薗頭共重合反応を行った。反応終了後に得られた電極を313nmの紫外光照射下で電流値を測定したところ、電流値の増加が見られ、本手法による分子結線に成功した。以上、本研究では、共重合反応による分子配線法での結線を目指し、被覆型共役分子として2種類の連結型[3]ロタキサン及び、機能性分子としてポルフィリン誘導体、ジアリールエテン誘導体の合成に成功し、これらの分子を用いて、共重合反応による分子配線法による結線にも成功した。

在这项研究中，我们的目标是通过在 π 共轭链中引入更多的功能位点，通过与功能分子的共聚反应合成涂层功能分子线，从而创造出一种对外部刺激具有更好的响应能力的分子装置。我们还尝试利用纳米电极之间的共聚反应进行分子布线。由现有方法合成的全甲基化α-环糊精(PMα-CD)单甲苯磺酸酯，经过五步合成了两端具有炔基的包覆共轭单体，总收率为42％。接下来，通过使该被覆共轭单体与作为两端具有卤素基团的功能性分子的卟啉和二芳基乙烯进行Sonogashira共聚反应，合成被覆功能性分子线。当对每个获得的分子线进行光谱学和电荷迁移率测量时，确认了源自每个功能位点的特性。接下来，我们尝试使用具有光致变色开关功能的功能分子来创建分子器件。将间隙为20nm的金电极浸入对位含有乙炔基的二苯基二硒化物溶液中，并将聚合反应位点引入电极表面。接下来，将得到的修饰电极清洗后，浸渍在含有化学计量的被覆共轭单体和功能性分子的溶液中，进行Sonogashira共聚反应。当在313nm紫外光照射下反应完成后测量所得电极的电流值时，观察到电流值增加，表明使用该方法的分子互连是成功的。如上所述，在本研究中，我们以利用共聚反应的分子布线方法进行连接为目标，成功合成了两种类型的连接[3]轮烷作为被覆共轭分子，以及卟啉衍生物和二芳基乙烯衍生物作为功能分子利用这些分子，我们还成功地利用共聚反应通过分子布线方法连接了电线。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

被覆型分子ワイヤの合成と分子エレクトロニクス材料への応用

涂层分子线的合成及其在分子电子材料中的应用

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kazuyuki Oshima;Toshimichi Ohmura;Michinori Suginome;寺尾潤
通讯作者：
寺尾潤

Synthesis of Linked Symmetrical [3]Rotaxane Having an Oligomeric Phenylene Ethynylene Unit as a π-Guest via Double Sonogashira Cross-coupling

通过双 Sonogashira 交叉偶联合成具有低聚苯乙炔单元作为 π 客体的连接对称 [3] 轮烷

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
Chem.Lett.
影响因子：
0
作者：
Jun Terao;Akihisa Wadahama;Tetsuaki Fujihara;Yasushi Tsuji
通讯作者：
Yasushi Tsuji

Preparation and characteristic control of conducting polymer/metal oxide nano-hybrid films for solar energy conversion

太阳能转换用导电聚合物/金属氧化物纳米杂化薄膜的制备及特性控制

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
Ceramic Engineering and Science Proceedings
影响因子：
0
作者：
Yasuhiro Tachibana;Satoshi Makuta;Yasuhide Otsuka;Jun Terao;Susumu Tsuda;Nobuaki Kambe;Susumu Kuwabata
通讯作者：
Susumu Kuwabata

Synthesis of Highly Insulated Molecular Wires by Polymerization of Organic Soluble Linked Symmetrial [3]-Rotaxane as a Monomer

以有机可溶性连接对称[3]-轮烷为单体聚合合成高绝缘分子线

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
Macromolecular Symposia
影响因子：
0
作者：
Jun Terao;Susumu Tsuda;Keisuke Tsurui;Nobuaki Kambe
通讯作者：
Nobuaki Kambe

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通讯作者：
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通讯作者：
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DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jun Terao;Hirohisa Todo;Hiroyasu Watabe;Aki Ikumi;Yoshiaki Shinohara and Nobuaki Kambe;寺尾潤;藤井佑樹・寺尾潤・神戸宣明;南安規・国安均・寺尾潤・神戸宣明;吉澤孝弘・宮藤聖・国安均・寺尾潤・神戸宣明;竹川和伸・国安均・寺尾潤・神戸宣明;坂東文明・寺尾潤・神戸宣明;中村美咲・寺尾潤・神戸宣明;前川智夏・田中裕司・津田進・寺尾潤・神戸宣明;寺尾潤;加藤雄一朗・寺尾潤・神戸宣明;坂東文明・寺尾潤・神戸宣明;寺尾潤;Jun Terao;Jun Terao;Jun Terao
通讯作者：
Jun Terao

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DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jun Terao;Hirohisa Todo;Hiroyasu Watabe;Aki Ikumi;Yoshiaki Shinohara and Nobuaki Kambe;寺尾潤;藤井佑樹・寺尾潤・神戸宣明;南安規・国安均・寺尾潤・神戸宣明;吉澤孝弘・宮藤聖・国安均・寺尾潤・神戸宣明;竹川和伸・国安均・寺尾潤・神戸宣明;坂東文明・寺尾潤・神戸宣明;中村美咲・寺尾潤・神戸宣明;前川智夏・田中裕司・津田進・寺尾潤・神戸宣明;寺尾潤;加藤雄一朗・寺尾潤・神戸宣明;坂東文明・寺尾潤・神戸宣明;寺尾潤;Jun Terao;Jun Terao;Jun Terao;坂東文明・寺尾潤・神戸宣明;南安規・国安均・寺尾潤・神戸宣明;島野真由美・田中裕司・津田進・寺尾潤・神戸宣明
通讯作者：
島野真由美・田中裕司・津田進・寺尾潤・神戸宣明

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DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jun Terao;Hirohisa Todo;Hiroyasu Watabe;Aki Ikumi;Yoshiaki Shinohara and Nobuaki Kambe;寺尾潤;藤井佑樹・寺尾潤・神戸宣明;南安規・国安均・寺尾潤・神戸宣明;吉澤孝弘・宮藤聖・国安均・寺尾潤・神戸宣明;竹川和伸・国安均・寺尾潤・神戸宣明;坂東文明・寺尾潤・神戸宣明;中村美咲・寺尾潤・神戸宣明;前川智夏・田中裕司・津田進・寺尾潤・神戸宣明;寺尾潤;加藤雄一朗・寺尾潤・神戸宣明;坂東文明・寺尾潤・神戸宣明;寺尾潤;Jun Terao;Jun Terao;Jun Terao;坂東文明・寺尾潤・神戸宣明;南安規・国安均・寺尾潤・神戸宣明
通讯作者：
南安規・国安均・寺尾潤・神戸宣明