JP2013527975A - 導電性分子材料の溶液、およびこれらの溶液から製造された電磁波吸収材料 - Google Patents
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Abstract
− 第1の種類の有機または有機金属分子(M1)を含み;
− 第2の種類の有機または有機金属分子またはイオン(M2)を含み;
− 第1の種類は、電子の非局在化が可能な基を少なくとも有し;
− 界面活性剤または溶媒であってもよい第3の種類の分子(M3)であって、第1または第2の種類の分子またはイオン(M1、M2)と混合して、溶液中に付加体であって、その存在によって、M1とM2との間の反応によって形成される化合物M1−M2の沈殿が防止され、第3の種類の分子(M3)が存在しない場合の化合物M1−M2の沈降係数によって制限される濃度よりも化合物M1−M2の濃度が高い溶液を得ることができるようにする付加体を形成することができる第3の種類の分子(M3)を含むことを特徴とする、分子材料の安定溶液に関する。
本発明は、前記溶液の製造方法にも関する。
Description
− 20GHzを超えて1〜1000S・m−1の間の誘電率;
− 複雑な形状(突出した角など)の上に堆積可能;
− 実装された材料が実質的に軽量であること;
− 制御可能な堆積厚さ;
− 宇宙環境における良好な挙動
のすべてを満たす利用可能な材料を有することが必要となる。
− 第1の種類の有機または有機金属分子M1を含み;
− 第2の種類の有機または有機金属分子またはイオンM2を含み;
− 第1の種類は、電子の非局在化が可能な基を少なくとも有し;
− 界面活性剤または溶媒であってもよい第3の種類の分子M3であって、第1または第2の種類の分子またはイオンM1、M2と混合して溶液中に付加体を形成することができ、その存在によって、M1とM2との間の反応によって形成される化合物M1−M2の沈殿が防止され、第3の種類の分子M3が存在しない場合の化合物M1−M2の沈降係数によって制限される濃度よりも化合物M1−M2の濃度が高い溶液を得ることができるようにする第3の種類の分子M3を含むことを特徴とする、分子材料の安定溶液である。
− TTF誘導体;
− 遷移金属錯体;
− 中性または荷電状態である、金属とビスジチオレン配位子との錯体:M(dmit)2(式中、MはNi、Pd、Ptであり、dmitは4,5−ジメルカプト−1,3−ジチオール−2−チオンである);
− 中性または荷電状態である、金属とtmdtなどのTTF−ビスジチオレン型配位子との錯体:M(tmdt)2(式中、tmdtはトリメチレンテトラチアフルバレン−ジチオレートであり、MはNi、Pd、Ptである);
− 中性または荷電状態である、金属とdcbdt配位子との錯体:M(dcbdt)2(式中、dcbdtはジシアノベンゼンジチオレートであり、MはNi、Pd、Ptである);
− ペリレン
などの種類のものであってもよい。
− TCNQ誘導体の一種:テトラシアノ−p−キノジメタン;
− TNAP:11,11,12,12−テトラシアノナフト−2,6−キノジメタン;
− DCNQI:ジシアノキノンジイミン
などの種類のものであってもよい。
− 第1の種類の分子はTTF分子であり;
− 第2の種類の分子はTCNQ分子であり;
− 第3の種類の分子は長炭素鎖アミン分子である。
− 第1の種類の分子はTTF分子であり;
− 第2の種類の分子はTCNQ分子であり;
− 第3の種類の分子は長炭素鎖アミン分子である。
− TTF分子および有機溶媒中の長炭素鎖アミン分子を混合して一次混合物を得るステップ;
− 有機溶媒中のTCNQ分子を一次混合物に加えるステップ
を含む。
− TTF3(BF4)2分子および有機溶媒中の長炭素鎖アミン分子を混合して一次混合物を得るステップ;
− 有機溶媒中の[(n−C4H9)4N][Ni(dmit)2]分子を一次混合物に加えるステップ
を含む。
1)ドナー型分子:
1.1.TTF(テトラチアフルバレン)誘導体、
MDT−TTF(メチレンジチオテトラチアフルバレン)、
BMDT−TTF(ビス(メチレンジチオ)テトラチアフルバレン)、
BPDT−TTF(ビス(プロピレンジチオ)テトラチアフルバレン)、
DMET(ジメチル(エチレンジチオ)ジセレナジチアフルバレン)、
HMTSF(ヘキサメチレンテトラセレナフルバレン)、
TMTTF(テトラメチルテトラチアフルバレン)、
TMTSF(テトラメチルテトラセレナフルバレン)、
BEDT−TTF(ビス(エチレンジチオ)テトラチアフルバレン)。
1.2.遷移金属錯体
1.3.一連のビスジチオレン金属錯体、たとえば:
中性または荷電状態のM(dmit)2(式中、MはNi、Pd、Ptであり、dmitは4,5−ジメルカプト−1,3−ジチオール−2−チオンである)。
1.4.金属と、TTF−ビスジチオレン型配位子、たとえばtmdtとの一連の錯体:中性または荷電状態のM(tmdt)2(式中、tmdtはトリメチレンテトラチアフルバレン−ジチオレートであり、MはNi、Pd、Ptである)。
1.5.金属と配位子dcbdtとの一連の錯体、中性または荷電状態のM(dcbdt)2(式中、dcbdtはジシアノベンゼンジチオレートであり、MはNi、Pd、Ptである)。
1.6.ペリレン
2)アクセプター型分子
TCNQ誘導体:テトラシアノ−p−キノジメタン;
TNAP:11,11,12,12−テトラシアノナフト−2,6−キノジメタン;
DCNQI:ジシアノキノンジイミン
であってもよい、アクセプター型分子。
3)陰イオン:
PF6 −(ヘキサフルオロリン酸塩)
I3 −(三ヨウ化物)
Cl−(塩化物)
Br−(臭化物)
AsF6 −(ヒ酸塩)
SbF6 −(アンチモン酸塩)
4)陽イオン
Na+(ナトリウム)
K+(カリウム)
遷移金属陽イオン
であってもよい。
一般に、第1または第2の種類の分子を含有する溶液中に付加体を得るために投入される第3および第4の種類の分子は、少なくとも1つの配位基を有する有機可溶性であってもよい。これらは、特に以下の官能基:
− アミン(例:1−オクチルアミン、1−ペンチルアミン);
− カルボン酸;
− エステル;
− シロキサン;
− ホスフィン;
− π配位系を有する分子(例:3−ヘキシルチオフェン)
を含む化合物であってもよい。
互いが存在する場合に自発的に分子導体を形成する2つの種類の構成分子を選択すべきである。一方では、界面活性剤型(界面活性剤は溶媒自体であってもよい)第3の種類の分子M3をも含有する第1の種類の分子M1を含有する溶液が反応器中で製造される。
例として、図1は、単結晶上で190,000S・m−1の導電率を有し、典型的には本発明により分子材料の溶液を得ることが可能となる分子材料であるTTF−TCNQの安定コロイド溶液の合成計画を示している。
第1の種類の分子M1のTTF3(BF4)2(0.1〜10g/Lの間の濃度)を、第3の種類の分子の飽和または不飽和長炭素鎖アミン(0.1〜10g/Lの間の濃度)と有機溶媒中で混合する。この混合物を、第2の種類の分子の[(n−C4H9)4N][Ni(dmit)2]の別の有機溶媒中の溶液(0.1〜10g/Lの濃度)に加えると、本発明の溶液が得られる。
Claims (21)
- 分子材料の安定溶液であって:
− 第1の種類の有機または有機金属分子(M1)を含み;
− 第2の種類の有機または有機金属分子またはイオン(M2)を含み;
− 前記第1の種類は、電子の非局在化が可能な基を少なくとも有し;
− 界面活性剤または溶媒であってもよい第3の種類の分子(M3)であって、前記第1または第2の種類の分子またはイオン(M1、M2)と混合して、溶液中に付加体であって、その存在によって、M1とM2との間の反応によって形成される化合物M1−M2の沈殿が防止され、前記第3の種類の分子M3が存在しない場合の前記化合物M1−M2の沈降係数によって制限される濃度よりも化合物M1−M2の濃度が高い溶液を得ることができるようにする付加体を形成するための第3の種類の分子M3を含むことを特徴とする、分子材料の安定溶液。 - 前記第1および第2の種類の有機または有機金属分子(M1、M2)と混合することができる界面活性剤または溶媒であってもよい第4の種類の分子(M4)をも含むことを特徴とする請求項1に記載の分子材料の安定溶液。
- 前記第1または第2の種類の分子が、有機または有機金属分子、あるいは有機または有機金属分子の塩であることを特徴とする請求項1または2に記載の分子材料の安定溶液。
- 前記第3および/または第4の種類の分子(M3、M4)が、アミンまたはカルボン酸またはホスフィン型の官能基を含む化合物、あるいはπ配位系を有する分子であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の分子材料の安定溶液。
- 前記第1および/または第2の種類の分子またはイオン(M1、M2)が:
− TTF誘導体;
− 遷移金属錯体;
− 中性または荷電状態である、金属とビスジチオレン配位子との錯体:M(dmit)2(式中、MはNi、Pd、Ptであり、dmitは4,5−ジメルカプト−1,3−ジチオール−2−チオンである);
− 中性または荷電状態である、金属とtmdtなどのTTF−ビスジチオレン型配位子との錯体:M(tmdt)2(式中、tmdtはトリメチレンテトラチアフルバレン−ジチオレートであり、MはNi、Pd、Ptである);
− 中性または荷電状態である、金属とdcbdt配位子との錯体:M(dcbdt)2(式中、dcbdtはジシアノベンゼンジチオレートであり、MはNi、Pd、Ptである);
− ペリレン
などの種類であってもよいドナー型の有機または有機金属分子であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の分子材料の安定溶液。 - 前記第1および/または第2の種類の分子(M1、M2)が:
− TCNQ誘導体の一種:テトラシアノ−p−キノジメタン;
− TNAP:11,11,12,12−テトラシアノナフト−2,6−キノジメタン;
− DCNQI:ジシアノキノンジイミン
などの種類であってもよいアクセプター型の有機または有機金属分子であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の分子材料の安定溶液。 - 第1の種類または第2の種類の一方のみが前記有機または有機金属分子型である場合、他方の種類はイオン型であってもよく、以下の陰イオン:ヘキサフルオロリン酸塩、三ヨウ化物、塩化物、臭化物、ヒ酸塩、アンチモン酸塩の中の1つに含まれてもよいことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の分子材料の安定溶液。
- 第1の種類または第2の種類の一方のみが有機または有機金属分子型である場合、他方の種類はイオン型であってもよく、以下の陽イオン:Na+(ナトリウム)、K+(カリウム)、または遷移金属陽イオンの中の1つに含まれてもよいことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の分子材料の安定溶液。
- − 前記第1の種類の分子がTTF分子であり;
− 前記第2の種類の分子がTCNQ分子であり;
− 前記第3の種類の分子が長炭素鎖アミン分子であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の分子材料の安定溶液。 - − 前記第1の種類の分子がTTF分子であり;
− 前記第2の種類の分子がTCNQ分子であり;
− 前記第3の種類の分子が長炭素鎖アミン分子であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の分子材料の安定溶液。 - 分子材料の安定溶液の製造方法であって、第1の種類の有機または有機金属分子(M1)と、第2の種類の有機または有機金属分子またはイオン(M2)とを混合するステップであって、前記第1の種類は、電子の非局在化が可能な基を少なくとも有し、分子結晶を形成することができ、界面活性剤または溶媒であってもよい第3の種類の分子(M3)であって、前記第1または第2の種類の分子またはイオン(M1、M2)と混合して、溶液中に付加体であって、その存在によって、M1とM2との間の反応によって形成される化合物M1−M2の沈殿が防止され、化合物M1−M2の濃度が、前記第3の種類の分子M3が存在しない場合の化合物M1−M2の沈降係数によって制限される濃度よりも化合物M1−M2の濃度が高い溶液を得ることができるようにする付加体を形成するための、少なくとも1種類の第3の種類の分子M3の存在下で行われるステップを含むことを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の分子材料の安定溶液の製造方法。
- 前記第1および第2の種類の有機または有機金属分子(M1、M2)と混合することができる、界面活性剤または溶媒であってもよい第3の種類の分子(M3)および第4の種類の分子(M4)を添加するステップを含むことを特徴とする、請求項11に記載の分子材料を含む分子材料の安定溶液の製造方法。
- − TTF分子および有機溶媒中の長炭素鎖アミン分子を混合して一次混合物を得るステップ;
− 有機溶媒中のTCNQ分子を前記一次混合物に加えるステップ、
を含むことを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載の分子材料の安定溶液の製造方法。 - − TTF3(BF4)2分子および有機溶媒中の長炭素鎖アミン分子を混合して一次混合物を得るステップ;
− 有機溶媒中の[(n−C4H9)4N][Ni(dmit)2]分子を前記一次混合物に加えるステップ
を含むことを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載の分子材料の安定溶液の製造方法。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載の分子材料の安定溶液を乾燥させることによって得られることを特徴とする、分子材料のナノ粒子粉末の製造方法。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の分子材料の安定溶液を支持体上に堆積するステップと、続いて前記溶液を乾燥させるステップとを含むことを特徴とする、分子材料を主成分とする薄膜の製造方法。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の安定溶液を有機または無機マトリックスと混合するステップを含むことを特徴とする、分子材料を主成分とする複合材料の製造方法。
- 請求項15に記載の方法によって得られたナノメートル粉末を有機または無機マトリックスと混合するステップを含むことを特徴とする、分子材料を主成分とする複合材料の製造方法
- 電磁波吸収材料を製造するための、請求項1〜10のいずれか一項に記載の分子材料の安定溶液の使用。
- エレクトロニクス用活性材料を製造するための、請求項1〜10のいずれか一項に記載の分子材料の安定溶液の使用。
- 導電性トラックまたはトランジスタまたは発光ダイオードを製造するための、請求項20に記載の分子材料の安定溶液の使用。
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