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三浦研究室 大学院 工学研究科

専門分野： ナノテクノロジー・有機分子エレクトロニクスバイオエレクトロニクス

夢：有機分子で未来のエレクトロニクスを構成すること。

研究室URL ：http://www.cc.toin.ac.jp/sc/miura/index.html (日本語版)http://www.cc.toin.ac.jp/sc/miura/index_Eng.html (English Version)

居室：N201（W214, N101）E-mail: yfmiura@cc.toin.ac.jp

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（卒業）研究テーマ

研究室としての大テーマ：

機能を持つ分子でデバイスを作る「分子エレクトロニクス」

デジタル・アナログ電子回路で特定の機能・役割を持った小さな部品

デバイスとは？ 特定の目的のために作られたもの

例：抵抗器、コンデンサー、トランジスタ、

ダイオード、IC(集積回路）、太陽電池 etc.

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プリント基板上の集積回路（IC)

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ENIAC

世界最初の（電子的）コンピューター

真空管：18800本リレー：1500個消費電力：150 kW

サイズ：30 M ×30 M ×2.4M

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プリント基板上の集積回路（IC)

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リソグラフィー 小さな石で字を書くという意味→光の鉛筆で電子回路のパターンを描く

トップダウン型のデバイス作り

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ボトムアップ型のデバイス作り

分子や原子などのナノメートルサイズの機能を持った素材

機能を持った材料

分子で作る電子デバイスには、どんな構成要素が要るのか？

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金属並みに電気を流す塊（かたまり）（３次元集合体）、フィルム（２次元集合体）、 ワイヤー（１次元集合体）、ドット（０次元集合体）

半導体→トランジスター、ダイオードなどのデバイスを作るために必要

太陽電池、コンデンサー等、光エネルギーを電気に変えたり、電気（電荷）を蓄えるもの

分子で作る電子デバイスには、どんな構成要素が要るのか？

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どんな方法を用いるのか？

ラングミュア･ブロジェット法

厚みが数ナノメートルの膜を一枚一枚貼り合わせて薄い材料を作ることができる

（1ナノメートル＝10-9 メートル、

１０億分の１メートル）

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(2)圧縮

H3C

CO O

H

疎水基

親水基

仕切り板

ラングミュア・ブロジェット法 ～水面膜の形成～

(1)膜物質の溶液の滴下

基板

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基板

(b) 水平付着法

(3)固体基板への移行・積層

ラングミュア・ブロジェット法 ～固体基板への累積～

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Layered structures fabricated byLangmuir-Blodgett (LB) technique

Singer and Nicholson,Science 175 (1972) 720.

Fluid mosaic model of membrane structure (lipid/globular-protein mosaic

with a lipid matrix)

Substrate (e.g. Si-wafer, quartz, PET film etc.)

Langmuir-Blodgett technique: A biomimic approach

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NIMA社製 Type 622 LB膜作製装置

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LB 法の利点

1. 厚みと配向を分子レベルでコントロールできる。

2. 特定の官能基を導入する必要がなく、多層構造の作成が容易である。

3. 有機分子に温和な条件で成膜できる（室温、常圧下）。（低融点の高分子フィルムも基板として用いることができる）

4. 比較的低いエネルギーコストで大面積のハイブリッドシステムを構築できる。

一般に、系が熱力学的に安定ではなく、不安定である。

LB法の欠点

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S

Au

S

S

S

S

SS

S

SS

C14H29

N+

CH3

CH3

C14H29

(b) CH3(CH2)18COOHCH3(CH2)18COOH

(a)

CH2COOH

N

S

CH CH

O

S S

N

C18H37

メロシアニン色素

Metal(dmit)2塩

フラーレン

どんな分子の膜に取り組んでいるのか？

金属的な導電性超伝導性

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19

40

30

20

10

0

12 3 4 5 6 7 8 9

102 3 4 5 6 7 8 9

1002 3

Temperature (K)

Measured using a DC 4-probe method (10µA)

On cooling

On heating

On heating

2C14-Au(dmit)2 LB膜の電気抵抗率

Res

isti

vity

(Ω

・cm)

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(b) CH3(CH2)18COOHCH3(CH2)18COOH

(a)

CH2COOH

N

S

CH CH

O

S S

N

C18H37

メロシアニン色素

メロシアニン色素のLB膜

分子が“ある集まり方”をすると、孤立して存在するときと、色が変わる

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フラーレン

stainless steel wire

substrateTeflon plate

barrier

Can we solder?

Lead Wire

FunctionalOrganicMolecule

Molecular Electronics

N N

NN

Mg

O

H

H3COOC

CH2H2C

CO2Phytyl

H

H3C

H3C

H3C CH3

CH2

CH3

CH3 ~10-9 m

We need “molecular wires”.

Molecular Assembly of Various Dimensions

3-D

2-D1-D 0-D

e-

e-e-

e-e- e-

Molecular Wires

A good trial court

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１．有機分子・金属錯体の合成２．薄膜作り３．物性測定４．コンピュータを使った自動測定システムの開発５．コンピュータシュミレーション６．英語力

共同研究先：東大物性研究所、ＣＮＲＩ、関西学院大学、北京大学物理学系、産総研 etc.

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How leaders predicts the future1. “Everything that can be invented has

been already invented.” -Charles H. Duell, Commissioner of U.S. Patent Office in 1899

2. “Heavier-than-air flying machines are impossible.”-Lord Kelvin, President of the Royal Society in 1895

3. “I think there is a world market for maybe 5 computers.”-Thomas Watson, IBM Chairman 1943

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How leaders predicts the future

4. “640 K(bytes) ought to be enough for anybody”-Bill Gates, Microsoft Chairman 1981