双安定性を有する金属錯体の多重機能発現

双稳态金属配合物的多功能表达

基本信息

批准号：
07J08448
负责人：
利光史行
金额：
$ 1.73万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J08448/
关键词：
配位プログラミングポルフィリン配位子界面超構造体マルチピリジルポルフィリン配位子表面超分子格子表面電気化学 SurMOF 外場刺激応答可逆構造変換自己集合多積層膜分子ダイオードポルフィリン超分子格子マルチピリジルリガンド可逆な構浩変換超分子磁性材料外場刺激応答素子

项目摘要

さまざまな物理現象、化学反応を展開することの出来る場である「界面」に着目し、その幾何構造を制御することによる分子デバイスの創製を目指した研究をおこなった。具体的には、金電極表面上において、三次元的に精密に位置制御され、2平方nmを超える空孔を持つ錯体ネットワークの構築に成功した。さらに、ホスト分子として、レドックス活性な分子であるフラーレン(C60)を、電極への電圧印可に伴い吸脱着させ得ることを見いだした。電極表面を修飾することは、その電気的性質を、新たに付与された物理的性質、化学的反応性、および構造的特性により、さまざまに変化させることが出来る。しかし、伝導体本来の性能を損なわないためには、化学結合を介した効率的な電子移動の制御が必須である。そこで本研究では、自由に配列を制御できる分子ワイヤを用い、界面での配位プログラミングを駆使して、電子移動、ホストーゲスト相互作用を緻密に組み込んだ化学素子の開発を検討した。これまでに得られている金電極表面上の錯体ネットワークは、世代的な積層を重ねることで、空孔部位数の増大、分子ワイヤ鎖長の伸長が達成された。さらに、構成単位となる分子には、亜鉛ポルフィリンを用いているため、ネットワークの拡張に伴い、光吸収に連動した電極応答の変化についても興味が持たれる。また、ホスト分子として、空孔のサイズ、環境に応じたさまざまな電子アクセプター性の分子を検討したところ、ポルフィリン格子に対するアクセプター能を有するフラーレンの、化学等量的、かつ可逆的な吸脱着を行うことに成功し、光電変換素子や光増感素子としての発展が期待される。これらの特性について、界面超構造の三次元構造解析を走査型トンネル電子顕微鏡で、そして分子集積能と光電変換特性について、電気化学QCMや光化学の測定を用いて明らかにした。以上の研究成果はより、ネットワークの構造を詳細に設計することで、任意の電子移動経路をパターニングできる次世代型分子回路としての応用が期待される。

我们以“界面”为中心，即各种物理现象和化学反应可能发生的地方，进行了旨在通过控制其几何结构来创建分子器件的研究。具体来说，我们成功地在金电极表面构建了一个复杂的网络，该网络具有精确控制的三维位置和大于2纳米见方的孔隙。此外，我们发现富勒烯（C60）是一种氧化还原活性分子，可以通过向电极施加电压作为主体分子进行吸附和解吸。修饰电极表面可以通过新赋予的物理特性、化学反应性和结构特性以多种方式改变其电特性。然而，为了不损害导体的固有性能，通过化学键有效控制电子转移至关重要。因此，在本研究中，我们研究了通过使用可自由控制排列的分子线和界面处的配位编程来精确结合电子转移和主客体相互作用的化学器件的开发。迄今为止在金电极表面获得的复杂网络中，通过连续层层叠实现了空位数量的增加和分子线链长度的延长。此外，由于锌卟啉被用作结构单元，随着网络的扩展，与光吸收相关的电极响应的变化也令人感兴趣。此外，我们根据空位大小和环境研究了各种具有电子受体性质的分子作为主体分子，发现卟啉晶格中具有受体性质的富勒烯以化学方式可逆地吸附和解吸，这是一项巨大的成功，并且存在。人们对其作为光电转换器件和光敏器件的发展寄予厚望。我们通过使用扫描隧道电子显微镜分析界面超结构的三维结构，并使用电化学QCM和光化学测量来研究分子积累能力和光电转换性能，从而阐明了这些特性。上述研究成果有望应用于下一代分子电路，通过详细设计网络结构，可以图案化任意电子传输路径。

项目成果

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Superior Electron-Transport Ability of π-Conjugated Redox Molecular Wires Prepared by the Stepwise Coordination Method on a Surface

表面逐步配位法制备π共轭氧化还原分子线的优异电子传输能力

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yoshihiko Nishimori; Katsuhiko Kanaizuka; Tomochika Kurita; Toshiaki Nagatsu; Yu Segawa; Fumiyuki Toshimitsu; Satoshi Muratsugu; Mitsuya Utsuno; Shoko Kume; Masaki Murata; Hiroshi Nishihara
通讯作者：
Hiroshi Nishihara

巨大十字型ポルフィリン錯体フレームワークによる電極表面上での高次配列制御

利用巨型十字形卟啉配合物框架控制电极表面的高阶排列