【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.29】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23UT0025

利用課題名 / Title

配位ナノシートの構造解析

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

集束イオンビーム/ Focused ion beam,電子分光/ Electron spectroscopy,ナノシート/ Nanosheet

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

高田 健司

所属名 / Affiliation

東京理科大学 研究推進機構総合研究院

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

長島佐代子,前田啓明,福居直哉,鈴木毬絵,伊藤実祐,須藤裕太,蔚子恒

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-308：多機能走査型X線光電子分光分析装置(XPS)with AES
UT-152：CADデータ連動3次元機能融合デバイス評価用前処理システム

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

　平面状有機配位子と金属イオンから作られる二次元状配位高分子『配位ナノシート』は、次世代のナノ材料として注目を集めている。本課題では、当研究室で作製した種々の配位ナノシートの構造情報を得るために、X線光電子分光(XPS)法を用いた元素分析や断面構造や元素分布を解明するためのFIB加工を、東京大学の設備を利用して行った。

実験 / Experimental

・XPS測定　カーボン基板やSi基板上の配位ナノシート試料のXPS測定をX線光電子分光装置 VersaProbeIIIを用いて行った。
・FIB加工 　Si基板上の配位ナノシート試料を収束イオンビーム加工装置XVision 200TBで薄片化を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

・XPS
作製した配位ナノシートサンプルをカーボン基板やSi基板にのせ、X線光電子分光装置VersaProbeIIIを用いてXPS測定を行った。一例として、テルピリジン配位子を用いて作製した配位ナノシートCo-tpyのXPSをFig. 1に示す。Co 2p, N 1s, C 1s, Cl 2pのピークが検出されており、そのピーク位置は既報のものに一致していた。さらに、アニオンとして臭化物イオンや硝酸イオンを含むシートも作製し、同様にXPS測定による元素分析と化学状態解析により、目的のイオンが含まれていることを確認した。
 ・FIB加工
配位ナノシートの積層方向の構造を解明するための断面TEM観察に用いる試料の作製を、FIB加工装置を用いて行った（技術代行にて実施）。Fig. 2のSEM像に示すようにサンプルの加工に成功し、のちにTEMおよびSTEM/EDS測定により積層方向の元素マッピングを行った。  

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig.1 Co-tpyのXPS

Fig.2 FIB加工による断面STEM/EDX観察資料の作製

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

・本研究は、JSPS科研費　特別推進研究（19H05460）、基盤研究C (22K05055) および若手研究 (22K14569) の支援を受けて実施されました。・FIB加工サンプルのTEM観察につきましては、東京理科大学研究推進機構研究機器センターのTEM装置を用いて観察を行いました。 この場をお借りしてお礼申し上げます。

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

1. Choon Meng Tan, Lateral Heterometal Junction Rectifier Fabricated by Sequential Transmetallation of Coordination Nanosheet**, Angewandte Chemie International Edition, 63, (2024).
   DOI: 10.1002/anie.202318181
   
2. Kenji Takada, A Bis(terpyridine)nickel(II)-Based Coordination Nanosheet: A Redox-Active Material with Flexibility and Transparency, Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials, 34, 2990-2997(2023).
   DOI: 10.1007/s10904-023-02921-4
   

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

1. "トリプチセン骨格を有する配位ナノシートの創製と水素発生反応電極触媒への応用" 須藤 裕太, 前田 啓明, 長島 佐代子, 高田 健司, 福居 直哉, 西原 寛 日本化学会第104春季年会, 日本大学 船橋キャンパス, 2024年3月21日, 発表番号F1231-4am-13.
2. "金電極上における配向性ビス（ジイミノ）金属配位ナノシートの電気化学酸化的合成" 前田 啓明, 髙田 健司, 福居 直哉, 増永 啓康, 佐々木 園, 塚越 一仁, 西原 寛 日本化学会第104春季年会, 日本大学 船橋キャンパス, 2024年3月21日, 発表番号F1231-4am-12.
3. "ニッケラジチオレンナノシートのトランスメタル化と反応機構・速度論解析" 蔚 子恒, 高田 健司, 前田 啓明, 福居 直哉, 西原 寛. 日本化学会第104春季年会, 日本大学 船橋キャンパス, 2024年3月21日, 発表番号F1231-4am-10.
4. "透明で酸化還元活性な二次元ビス（テルピリジン）ニッケル(II)錯体高分子の界面合成" 高田 健司, 前田 啓明, 西原 寛 日本化学会第104春季年会, 日本大学 船橋キャンパス, 2024年3月21日, 発表番号F1231-4am-04.
5. "白金ジチオレンナノシートに対する金属イオンの逐次反応によるヘテロメタル化" 福居 直哉, 小宮 大輝, 鈴木 毬絵, 水野 克哉, 前田 啓明, 髙田 健司, 増永 啓康, 佐々木 園, 西原 寛 日本化学会第104春季年会, 日本大学 船橋キャンパス, 2024年3月18日, 発表番号F1231-1am-14.
6. "逐次反応による異種金属を導入した配位ナノシートの創製" 伊藤 実祐, 福居 直哉, 髙田 健司, 前田 啓明, 長島 佐代子, 西原 寛 日本化学会第104春季年会, 日本大学 船橋キャンパス, 2024年3月18日, 発表番号F1231-1am-11.
7. "Heterometallic coordination nanosheet synthesized by sequential reaction of metal ions to platinum dithiolene nanosheet" Naoya Fukui 2023 JSPS-EPSRC Workshop on 2D conjugated MOFs and coordination nanosheets, Technische Universität Dresden, Germany, 2023 December 10th.
8. "Structural modification of coordination nanosheets by a triptycene ligand for enhanced functionalities" Hiroaki Maeda 2023 JSPS-EPSRC Workshop on 2D conjugated MOFs and coordination nanosheets, Technische Universität Dresden, Germany, 2023 December 10th.
9. "Post-synthetic Functionalization of Metalladithiolene Coordination Nanosheet via Transmetallation" Kenji Takada 2023 JSPS-EPSRC Workshop on 2D conjugated MOFs and coordination nanosheets, Technische Universität Dresden, Germany, 2023 December 10th.
10. "Synthesis and identification of Ni1.5BHT and Ni3BHT by changing the stoichiometric ratio" Miyu Ito 2023 JSPS-EPSRC Workshop on 2D conjugated MOFs and coordination nanosheets, Technische Universität Dresden, Germany, 2023 December 10th.
11. “Overview Coordination Nanosheets" Hiroshi Nishihara 2023 JSPS-EPSRC Workshop on 2D conjugated MOFs and coordination nanosheets, Technische Universität Dresden, Germany, 2023 December 10th.
12. "二次元ビス（テルピリジン）コバルト錯体高分子薄膜が示すアニオン交換とその選択性" 髙田　健司, 西原　寛 第72回高分子討論会, 香川大学 幸町キャンパス, 2023年9月28日, 発表番号3Pa067.
13. "Electrical Conductivity Control of Manganese-Benzenehexathiol Coordination Nanosheets via Transmetallation Reaction" Kenji Takada, Yuta Kawai, Takahiro Yamane, Ziheng Yu, Choon Meng Tan, Naoya Fukui, Hiroaki Maeda, Hiroyasu Masunaga, Sono Sasaki, Hiroshi Nishihara 錯体化学会 第73回討論会, 水戸市民会館, 2023年9月22日, 発表番号2PF-17.
14. "Lateral Heterometal Junction Rectifier Fabricated by Sequential Transmetallation of Coordination Nanosheet" Choon Meng Tan, Naoya Fukui, Kenji Takada, Hiroaki Maeda, Hiroyasu Masunaga, Sono Sasaki, Hiroshi Nishihara 錯体化学会 第73回討論会, 水戸市民会館, 2023年9月22日, 発表番号1Ac-13.
15. "化学量論に基づく2種のNi-BHTの構造選択的合成と同定" 伊藤 実祐, 甘水 君佳, 福居 直哉, 高田 健司, 前田 啓明, 長島 佐代子, 北河 康隆, 西原 寛 錯体化学会 第73回討論会, 水戸市民会館, 2023年9月21日, 発表番号1PA-82.
16. "Factors determining the size of coordination nanosheet nanoflake of Ni-BHT" Naoya Fukui, Yu Endo, Miyu Ito, Kenji Takada, Hiroshi Nishihara 錯体化学会 第73回討論会, 水戸市民会館, 2023年9月21日, 発表番号1PA-54.
17. "トリプチセン骨格を有する配位ナノシートの創製" 須藤　裕太, 前田　啓明, 長島　佐代子, 福居　直哉, 高田　健司, 西原　寛 錯体化学会 第73回討論会, 水戸市民会館, 2023年9月21日, 発表番号1PA-53.
18. "Chemiresistive performance of bis(diimino)metal nanosheets with a triptycene skeleton ligand for humidity sensing" Hiroaki Maeda, Yuta Sudo, Sayoko Nagashima, Kenji Takada, Naoya Fukui, Hiroshi Nishihara 錯体化学会 第73回討論会, 水戸市民会館, 2023年9月21日, 発表番号1PA-50.
19. "Face-on-Oriented Formation of Bis(diimino)metal Coordination Nanosheets on Gold Electrodes by Electrochemical Oxidation" Hiroaki Maeda, Kenji Takada, Naoya Fukui, Hiroyasu Masunaga, Sono Sasaki, Kazuhito Tsukagoshi, Hiroshi Nishihara, New Journal of Chemistry, accepted.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件