Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

超分子化学 / 両親媒性分子 / 分子集合体 / 刺激応答性発光材料 / 発光性メカノクロミズム / 発光材料 / 刺激応答性材料 / 両親媒性化合物 / 機械的刺激応答性発光材料

水溶性のデンドロン構造を持つ両親媒性化合物を用いて、機械的刺激に応答して発光色が変化する分子集合体の開発を行った。新しく開発した両親媒性分子は、一次元の超分子ファイバーを形成することがわかり、機械的刺激を受けて発光色が変化することがわかった。さらに、その後、発光スペクトルが水蒸気にさらすとレッドシフトし、メタノール蒸気にさらすとブルーシフトすることも見出した。そこで我々は、種々の測定を行うことによって本現象のメカニズムを精査した。

構造・機能材料 / 分子性固体 / 誘電体物性 / 有機化学 / 超分子化学 / 複素環化合物 / 有機半導体 / 分子集合体

窒素原子が導入された有機π共役系化合物は、優れた電子供与性及び受容性を有する。本研究では、イミドやカルバゾール、ジアザボロール環等を含んだ新規な含窒素複素環化合物を合成し、分子構造、酸化還元特性、発光特性、キャリア輸送特性について検討した。トリフルオロメチルフェニル基を導入することで分子内電荷移動型の高発光性化合物が開発できる。対称中心のない集合体からは摩擦発光等の特異な固体発光性が得られ、共役ユニットの拡張や二成分混合固体を作成することで発光色や寿命が変化することを明らかにした。ベンゾチアジアゾール環を含んだ新しいn-型半導体を合成し、電界効果トランジスタ (FET) や太陽電池に応用した。

へテロ接合 / 自己組織化 / 分子集合体 / 有機半導体 / 有機薄膜太陽電池 / 分子性固体 / 超分子化学 / 有機化学 / ヘテロ接合 / 超分子科学

分子構造と分子間相互作用を利用し、電子的に異なる分子コンポーネントを、ナノスケールの精度で空間特異的に接合するための方法論の開拓を目的に研究を推進した。電子ドナーとアクセプター部位を組み込んだ新しい有機半導体を提案し、その分子を用い光電変換素子の作製と評価を行った。また、大面積でヘテロ接合界面を有する薄膜材料を構築するためのモチーフとして、自発的垂直配向性を示すカラムナー液晶や、π電子系カラムナー液晶の垂直配向を実現するドーパントを見出した。分子レベルのヘテロ接合とその構造の大面積化を可能にする分子骨格の開発に着手し、極めて高い構造秩序を有する有機薄膜を得るための合理的な設計指針を見出した。

構造・機能材料 / 液晶 / 自己組織化 / 超分子化学 / ナノ材料 / 電子・電気材料 / 分子集合体

本研究プロジェクトでは、新しい電荷輸送性液晶物理ゲルの開発に焦点をあて、次に示す電子活性自己組織化材料を構築した：（１）スルホニル基の双極子相互作用による一次元組織化を活用した電場配向性カラムナー液晶の開発、Ｘ字分子構造を有するピレンオリゴチオフェン共役カラムナー液晶／水素結合性自己組織化ファイバーからなるホール伝導性液晶物理ゲルの創製およびメカノクロミック発光材料の構築、（３）磁性およびレドックス活性を示す安定有機ラジカル部位を有するアミノ酸誘導体の自己組織化ファイバーの開発と配向制御。

分子エレクトロニクス / 単一分子エレクトロニクス / 分子集合体 / SPM / 超分子化学 / 分子素子

分子エレクトロニクスに関する多様なアプローチからの研究成果を報告し、現在までに提起されている課題を整理し議論を深めることで、将来へ向けての研究の方向性を提示すると共に、今後の分子エレクトロニクス研究の目標・テーマ設定を行った。そのためのワークショップを開催し、分野を越えた共同研究の端緒とした。特に、化学以外の分野に積極的に参加を呼びかけたところ、学際的・分野横断的な共同研究の萌芽を数多く作り出すことができた。具体的には以下の項目を重点的に検討した。
1.単分子エレクトロニクスデバイスへのアプローチ
デバイスを構成する機能性分子の合成。スイッチ、ロジックゲートなどの設計。分子と電極とのコンタクトの形成、界面の評価。ナノ電極の作製。単分子の電子物性評価、プロープ顕微鏡等の開発と単一分子計測。単分子の電子物性理論。
2.分子集合体からのアプローチ
有機導体のデバイス展開。有機磁性体のデバイス展開。ナノ構造の構築と表面・界面の構造・物性。周期性が破綻した領域での機能設計と物性評価。強相関電子系のデバイス展開のための物性理論。
3.自己集積化と自己組織化
分子および分子集合体の集積化。分子間相互作用と機能の複合化。自己集積化によるデバイス構造の構築。表面・界面への分子集合体の吸着。分子集合体の構造および機能の時空間制御。分子集合体の自己組織化(散逸構造形成)。
4.コンピューテイングアーキテクチャと分子エレクトロニクス
量子コンピューティング。デバイスの非線形性、熱揺動と確率共鳴。欠陥耐性のあるコンピューティングシステム。
また分子エレクトロニクス研究の現状と将来展望について、議論の結果を冊子にまとめ、今後の研究領域の発展に資するべく、単行本の編集を行った。

【研究連携者】
山下敬郎	東京工業大学	大学院総合理工学研究科	教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
庄子良晃	東京工業大学	資源化学研究所	助教	(Kakenデータベース)

【研究連携者】
吉尾正史	東京大学	大学院工学系研究科	准教授	(Kakenデータベース)
西村達也	東京大学	大学院工学系研究科	助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
松本卓也	大阪大学	産業科学研究所	助教授	(Kakenデータベース)
小川琢治	愛媛大学	理学部	助教授	(Kakenデータベース)
杉浦健一	東京都立大学	理学研究科	助教授	(Kakenデータベース)
渡邉聡	東京大学	工学系研究科	助教授	(Kakenデータベース)
夛田博一	岡崎国立共同研究機構	分子科学研究所	助教授	(Kakenデータベース)