JP7083981B2 - 強分極分子およびそれを用いて調製された単一分子電界効果トランジスタ - Google Patents

強分極分子およびそれを用いて調製された単一分子電界効果トランジスタ Download PDF

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Description

関連出願の相互引用
本願は、２０１８年０４月０２日に中国知的財産権局に出願された、「強分極分子およびそれを用いて調製された単一分子電界効果トランジスタ」と題された、第２０１８１０２８３３６１．Ｘ号の中国特許出願の優先権を主張し、その全内容は引用により本願に組み込まれる。
本願は単一分子電子デバイス分野に関し、特に強分極分子およびそれを用いて調製された単一分子電界効果トランジスタに関する。
従来の半導体工業において、トランジスタは電子回路の核心を構成し、現代のデジタル革新の礎となっている。１９４７年に初めてのトランジスタのモデルが提出された以降、様々なトランジスタは研究者により開発され、その基本原理としては、ゲート電極に適宜な電圧を印加することで誘電体層の静電容量の作用によって絶縁層と半導体層の界面でのキャリア濃度を変化させ、これによりソース電極とドレイン電極の間の電流を制御できるというものである。よって、一方ではスイッチの論理機能を実現することができ；他方では出力パワーが入力パワーより高いため、トランジスタは増幅器としての機能を有する。同様に、単一分子エレクトロニクスの分野では、単一分子電界効果トランジスタも研究者の興味を深く惹かれている。伝統的な電界効果トランジスタとは異なり、単一分子ヘテロ接合において、ゲート電圧を印加することで分子の静電ポテンシャルを制御し、それによって分子のエネルギーレベルを変えられ、分子の伝導特性を制御することができ、一方、分子の振動モード、励起状態および振動に関わる情報を取得することができる。しかし、従来の技術では、単一分子電界効果トランジスタは依然として概念的な段階にあるだけであり、実現されていない。
本発明の実施例は、強分極分子およびそれを用いて調製された単一分子電界効果トランジスタを提供することを目的とする。具体的な技術案は次のとおりであり：
まず、本願は一般式（Ｉ）で表す強分極分子を提供している。
Figure 0007083981000001
（ここで、Ａは分極率が２Ｃ・ｍ２／Ｖより大きい基を表し；
Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ、水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、Ｃ１～１２アルキル基、Ｃ１～１２アルコキシ基、ハロゲン化Ｃ１～１２アルキル基、ハロゲン化Ｃ１～１２アルコキシ基、ヒドロキシル基Ｃ１～１２アルキル基、ヒドロキシル基Ｃ１～１２アルコキシ基、または、Ｃ１～１２アルキルアミノ基、からなる群から選ばれるいずれか一つを表し；
ｘ１、ｘ２は、それぞれ、０または正整数を表し、好ましくは０≦ｘ１≦３，０≦ｘ２≦３を表し；より具体的に、ｘ１、ｘ２はそれぞれ０、１、２または３を表し；
ｙ１、ｙ２は、それぞれ、０または正整数を表し、好ましくは０≦ｙ１≦２，０≦ｙ２≦２を表し；より具体的に、ｙ１、ｙ２はそれぞれ０、１または２を表す。）
本願のある実施形態において、ｘ１、ｘ２は同一でも異なっていてもよく；
同様に、本願のある実施形態において、ｙ１、ｙ２は同一でも異なっていてもよく；
本願のある実施形態は上述の一般式（Ｉ）で表される強分極分子に関し、ここで、Ａは下記を表す。
Figure 0007083981000002
Figure 0007083981000003
（Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれ、水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、Ｃ１～１２アルキル基、Ｃ１～１２アルコキシ基、ハロゲン化Ｃ１～１２アルキル基、ハロゲン化Ｃ１～１２アルコキシ基、ヒドロキシル基Ｃ１～１２アルキル基、ヒドロキシル基Ｃ１～１２アルコキシ基またはＣ１～１２アルキルアミノ基、からなる群から選ばれるいずれか一つを表し；
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５およびＭ６は、それぞれ、錯体の中心原子または中心イオンを表し、好ましくは、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５およびＭ６はそれぞれＲｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、または、それらのカチオンから選択され；
ｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４、ｎ５、ｎ６、ｎ７、ｎ８、ｎ９、ｎ１０、ｎ１１、ｎ１２、ｎ１３、ｎ１４、ｎ１５、ｎ１６およびｎ１７は、それぞれ正整数を表し、好ましくは、ｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４、ｎ５、ｎ６、ｎ７、ｎ８、ｎ９、ｎ１０、ｎ１１、ｎ１２、ｎ１３、ｎ１４、ｎ１５、ｎ１６およびｎ１７は３以下である。）
本明細書において、「Ｐｈ」という略称はフェニル基を表し；
本明細書において、用語「ハロゲン」はフッ素、塩素、臭素またはヨウ素を指す。
本明細書において、用語「Ｃ１～１２アルキル基」は１～１２個の炭素原子を含有する直鎖または分岐の飽和炭化水素基を指し、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、イソブチル、３－エチルヘプタンおよびｎ－ドデシルを含むが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、基の構造式における“～～”はその基と分子の他の部分の結合点を表す。
本明細書において、「錯体」をキレートと呼んでもよく；Ｒｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ等は錯体を形成するためにカチオン状態になると、当業者は先行技術に基づき、錯体または錯イオンの構造式からその金属の原子価を容易に決定し、例えば錯体の中心イオンはＲｕ２＋、Ｆｅ２＋、Ｚｎ２＋、Ｍｎ２＋、Ｃｏ２＋、Ｎｉ２＋等でありうる。
本願のある実施形態は上述の強分極分子に関し、この強分極分子は下記一般式の一つを有する。
Figure 0007083981000004
Figure 0007083981000005
Figure 0007083981000006
（ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、ｎ２、ｎ６、ｎ７、ｎ８、ｎ９、ｎ１０、ｎ１１、ｎ１２、ｎ１３、ｎ１４、ｎ１５、ｎ１６、ｎ１７、ｘ１、ｘ２、ｙ１、ｙ２の定義は上述のとおりである。）
本願のある実施形態において、上述一般式（Ｉ）～（ＸＶＩ）で表される強分極分子は下記構造式のうちの一つを有する。
Figure 0007083981000007
Figure 0007083981000008
本発明者は鋭意研究した結果、いずれの理論に限定されず、上述の強分極分子は、電圧を印加されるとき、特に－２Ｖ～＋２Ｖのゲート制御電圧の範囲内にあるとき、分極しやすくて、分子軌道のエネルギーレベルをゲート制御に適応するように移動させ、そのため、単一分子電界効果トランジスタのゲート制御を効果的に実現できることを見出した。
本願はまた、強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を提供し、この分子ヘテロ接合は、ナノギャップを有する二次元単層グラフェンのギャップに対して、アミド共有結合を介して連結された上述の強分極分子を含む。
本願のある実施形態において、上述ナノギャップを有する二次元単層グラフェンは、ナノギャップアレイを有する二次元単層グラフェンである。
本願は、
（１）ナノギャップを有する二次元単層グラフェンを調製し、そのナノギャップを有する二次元単層グラフェンは担体上に構築されてもよい、ステップ；
（２）本願で提供される強分極分子、脱水剤（例えば：１－エチル－３－（３－ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩，ＥＤＣＩ）を有機溶媒（例えば：ピリジン）に溶解し、連結する前の分子溶液を得る、ステップ；
（３）この溶液にナノギャップを有する二次元単層グラフェンを加えて（担体ごと加えてもよい）、光のない条件下で１～４日反応させて、洗浄して、乾燥すればよい、ステップ；
を含む強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合の調製方法を更に提供する。
本願において、「ナノギャップを有する二次元単層グラフェン」は文献（参考文献Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．２０１２，５１，１２２２８．）に記載されている方法で調製してもよく、この文献は全内容の引用により、本願に組み込まれるので、ここで余分の記載はしない。
本明細書で言及される「ナノギャップを有する二次元単層グラフェン、またはナノギャップアレイを有する二次元単層グラフェン」は先行技術でグラフェンナノギャップ電極またはグラフェンナノ電極とも称する。
いわゆる「光のない条件下」は暗い条件と理解してもよく、当業者にとって、光のない条件または暗い条件の意味は明らかである。
本願の発明を具体的に実施するための形態では、光のない条件下で反応を終えた後、溶液からナノギャップを有する二次元単層グラフェンを取り出し、大量のアセトンと超純水で洗浄し、Ｎ２気流の中で乾燥させる。本願においては、用いる超純水は抵抗率が１８ＭΩ・ｃｍより大きいことが好ましい。
本願は基板と、ゲート電極と、誘電体層と、上述の強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合とを含み、上述誘電体層が上述ゲート電極と強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合の間に位置する、単一分子電界効果トランジスタを更に提供する。
本願の発明を具体的に実施するための過程において、強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合におけるギャップの両側の二次元単層グラフェンを単一分子電界効果トランジスタのソース電極とドレイン電極としうる。
本願のある実施形態において、ゲート電極の材料はグラフェンまたは金属アルミニウムからなる群から選ばれる一つである。
本願のある実施形態において、誘電体層の材料は酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化アルミニウムからなる群から選ばれる一つ、またはこれらの組み合せである。
本願のある実施形態において、本願で提供される単一分子電界効果トランジスタにおける、
誘電体層は酸化ハフニウム層で、ゲート電極はグラフェン層であり；または
誘電体層は酸化ジルコニウム層で、ゲート電極はグラフェン層であり；または
誘電体層は酸化チタン層で、ゲート電極はグラフェン層であり；または
誘電体層は酸化アルミニウム層で、ゲート電極は金属アルミニウム層であり；または
誘電体層は酸化アルミニウムと酸化ハフニウムの複合層で、ゲート電極は金属アルミニウム層である。
本発明者は、上述のゲート電極の材料、誘電体層の材料、並びに上述のゲート電極と誘電体層との組み合わせを採用することによれば、得られた単一分子電界効果トランジスタのゲート制御効率がより高く、且つトランジスタの調製がより容易で、より実用される見込みがあることを見出した。
本明細書において、「基板」をベースと呼んでもよく；本願のある実施形態において、上述基板は酸化ケイ素層を有する、市販のシリコンウエーハーであってもよく；発明を具体的に実施するための過程において、ゲート電極または強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合は酸化ケイ素層の上に設置され；なお、発明者らは、酸化ケイ素層の厚さが２００～４００ｎｍで、好ましくは３００ｎｍであると、グラフェンの光学コントラストはより良好であることを見出した。当然ながら、当業者は他の基板を採用して本願の技術を実現しうる。
本願のある実施形態において、誘電体層の厚さは３～１０ｎｍであり、好ましくは４～７ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍである。
ここで、ゲート電極の厚さについて、トランジスタ自体の性能には実質上の影響がないため、本願では特に限定することしなく、当業者は実際のトランジスタ自体の寸法への要求により選べることができる。本願のある実施形態において、ゲート電極の材料として金属アルミニウムを採用すると、金属アルミニウムの厚さは２０～３０ｎｍで選んでもよく；ゲート材料としてグラフェンを採用すると、単層グラフェン自体の厚さは１ｎｍ未満である。
本願のある実施形態において、図１が示すように、本願で提供される単一分子電界効果トランジスタは、ゲートが基板上に設置され、誘電体層がゲート上に設置され、強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合が誘電体層上に設置されることにより、ボトムゲート構造を形成し；
または
図２が示してあるように、強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合が基板上に設置され、誘電体層が強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合上に設置されることにより、トップゲート構造を形成する。
本願のある実施形態において、ボトムゲート構造の単一分子電界効果トランジスタを調製する時は、ゲート電極と誘電体層として、下記表１の５つの組み合わせを採用しうる。
Figure 0007083981000009
本願の発明を具体的に実施するための過程において、ボトムゲート構造の単一分子電界効果トランジスタは以下の方法で調製して得られ：
組み合わせ１、組み合わせ２、組み合わせ３について、化学気相蒸着法で成長させた単層グラフェン（参考文献Ｓｃｉ．Ｒｅｐ．２０１２，２，７０７．）を基板（例えば、３００ｎｍの酸化層を有するシリコンウエーハー）上に移して、ゲート電極（ボトムゲートと称する）とし（参考文献ＡＣＳ Ｎａｎｏ ２０１１，５，６９１６．）；そして、ボトムゲート上に誘電体層を形成し；三種の誘電体層の厚さはいずれ３～１０ｎｍであっても良い。その中、酸化ハフニウムは原子層堆積法とソルゲル法（参考文献Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．２０１５，２７，２１１３．）を採用して調製して得られ、その中、ソルゲル法は相対的に安価であるため、より好ましい。酸化ジルコニウムと酸化チタンはいずれ電子線蒸着法または原子層堆積法により調製して得られる。
組み合わせ４について、基板上に電子線により一定の厚さ（例えば３５ｎｍ）の金属アルミニウム層を蒸着し、その後１８０℃条件で１時間加熱し、金属アルミニウム層に一定の厚さ（例えば５ｎｍ）の酸化アルミニウム層を製造しうる。
組み合わせ５について、基板上に電子線により一定の厚さ（例えば３５ｎｍ）の金属アルミニウム層を蒸着し、大気中で一定の時間（例えば２４時間）放置し、自然酸化させて一定の厚さ（例えば３ｎｍ）の酸化アルミニウムを得て、更に原子層堆積法により一定の厚さ（例えば２ｎｍ）の酸化ハフニウムを得る。
上記の方法でボトムゲートと誘電体層を調製した後、誘電体層上にナノギャップを有する二次元単層グラフェン（参考文献Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．２０１２，５１，１２２２８．）を構築し、その後化学自己組織化方法で、具体的にアシル化反応で、上述一般式（Ｉ）～（ＸＶＩ）で表される強分極分子をグラフェンのナノギャップに対して、連結し、強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を形成する。
なお、本明細書でいう「電子線蒸着法」と「原子層堆積法」はいずれ通常のマイクロナノ加工技術であり、当業者にとって、本願の技術を実現するために、電子線で一定の厚さの金属層または金属酸化物層を蒸着すること、原子層で一定の厚さの金属層または金属酸化物層を堆積することを実現するのは容易であるから、ここで余分の記載はしない。
本願のある実施形態において、トップゲート構造の単一分子電界効果トランジスタを調製するときに、ゲート電極と誘電体層は表１の５つの組み合わせを採用してもよいが、調製プロセスが簡単である点から、前の三つを採用することが好ましい。発明を具体的に実施するための過程において、組み合わせ１、組み合わせ２、組み合わせ３について、まず、基板上にナノギャップアレイを有する二次元単層グラフェンを構築し、化学自己組織化の方法で強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を形成した後、サポートとしてＰＭＭＡ（ポリメチルメタクレート）を使用して誘電体層とゲート電極を単一分子ヘテロ接合の上に移す。具体的に、誘電体層とゲート電極とを移す過程は下記のプロセスを含みうる。まず、上記ボトムゲート構造の調製方法における誘電体層の調製方法でシリコンウエーハーの上に誘電体層を調製し、次に、その上に化学気相蒸着法で成長させたグラフェンを移し、このグラフェンの上にＰＭＭＡを更にスピンコートし、最後に、フッ化水素酸でシリコンウエーハーをエッチングし、誘電体層／グラフェン／ＰＭＭＡフィルムを脱イオン水とイソプロパノールでそれぞれ三回リンスした後、分子ヘテロ接合の上に設置する（ＡＣＳ Ｎａｎｏ ２０１１，５，６９１６．参照）。本明細書において、「サポート」はグラフェンゲート電極を移すためのキャリアを指す。
本願はまた、上述の単一分子電界効果トランジスタを含む、分子スイッチを提供する。
本願はまた、上述の単一分子電界効果トランジスタを含む半導体チップを提供する。
本願は一般式（Ｉ）で表される強分極分子を提供し、且つこれらの分子により、初めて単一分子電界効果トランジスタを画期的に調製した。ソース電極とドレイン電極として、分子に適合する寸法を有するグラフェンを使用するため、分子とゲート電極のカップリング効率を大きく向上させ、強分極性の分子構造に合わせたため、効率なゲート制御を実現できる。
そして、本願で提供される単一分子電界効果トランジスタは、その大きさは分子スケールの範囲内で、電界効果トランジスタの微小化進展を有力的に進めたため、本願で提供される単一分子電界効果トランジスタを応用して調製された半導体チップは集積度を極めて大きく向上しうる。更に、本願で提供される単一分子電界効果トランジスタは性能再現性がよく、単一分子電界効果トランジスタの応用に対してより有利である。
なお、強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合はバッチ調製を実現しうるから、本願で提供される強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合に基づいて構築した単一分子電界効果トランジスタデバイスもバッチ生産を実現しうる。
要約すれば、本願で提供される単一分子電界効果トランジスタは半導体分野では時代を超えた技術の意味がある。
本願の実施例と従来技術の技術案をより明確に説明するために、以下、実施例と従来技術において必要な図面を簡単に説明するが、以下に説明する図面は本願の実施例の一部に関するものに過ぎないことは明らかであり、当業者は、独創的な試みをせずに、これらの図面から他の図面を得ることできる。
図１はボトム構造の単一分子電界効果トランジスタの構造模式図であリ；
図２はトップ構造の単一分子電界効果トランジスタの構造模式図であリ；
図３は実施例１で調製した化合物１に基づく単一分子電界効果トランジスタのＩ－Ｖ特性曲線であリ；
図４は実施例２で調製した化合物２に基づく単一分子電界効果トランジスタのゲート電圧－２Ｖ～＋２Ｖ範囲内のＩ－Ｖ特性曲線であリ；
図５は実施例３で調製した化合物３に基づく単一分子電界効果トランジスタのゲート電圧－２Ｖ～＋２Ｖ範囲内のＩ－Ｖ特性曲線であリ；
図６は実施例４で調製した化合物４に基づく単一分子電界効果トランジスタのゲート電圧－２Ｖ～＋２Ｖ範囲内のＩ－Ｖ特性曲線であリ；
図７は実施例５で調製した化合物５に基づく単一分子電界効果トランジスタのゲート電圧－２Ｖ～＋２Ｖ範囲内のＩ－Ｖ特性曲線であリ；
図８は実施例６で調製した化合物６に基づく単一分子電界効果トランジスタのゲート電圧－２Ｖ～＋２Ｖ範囲内のＩ－Ｖ特性曲線であリ；
図９は実施例７で調製した化合物７に基づく単一分子電界効果トランジスタのゲート電圧－２Ｖ～＋２Ｖ範囲内のＩ－Ｖ特性曲線である。
以下は本願の実施例の図面を使って、本願実施例における技術案を明確に、完全に説明するが、説明される実施例は本願の一部の実施例にすぎなくて、全ての実施例ではないことは明らかである。当業者が本願の実施例に基づいて独創的な試みをしないで得られた他の実施例は、全て本願の保護の範囲内にある。
下記の実施例において、説明の実験方法は、特に断りがない限り、常法であり；説明の試料と材料は、特に断りがない限り、市販なものである。
単一分子電界効果トランジスタの調製実施例
実施例１：化合物１に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
（１）化合物１の合成：
合成経路は以下のとおりである。
Figure 0007083981000010
文献に記載された方法（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２０１０，１３２（４４），ｐｐ １５５４７－１５５４９）で化合物Ａを合成する。
１００ｍＬのシュレンク瓶に化合物Ａ（８５７ｍｇ，１．２３ｍｍｏｌ）、Ｎ－Ｂｏｃ－４－アミノフェニルボロン酸ピナコールエステル（８６５ｍｇ，２．７１ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（２２．６ｍｇ，２４．６μｍｏｌ）、トリス（ｏ－トリル）ホスフィン（３０．１ｍｇ，９８．６μｍｏｌ）、および無水炭酸カリウム（１．６０ｇ，１１．６ｍｍｏｌ）をこの順に加え、２滴のａｌｉｑｕａｔ ３３６（塩化メチルトリオクチルアンモニウム）を加えた後、トルエン２４ｍＬと蒸留水６ｍＬを注入し、凍結脱気法（ｆｒｅｅｚｅ－ｐｕｍｐ－ｔｈａｗ Ｃｙｃｌｉｎｇ）を使用して３サイクル繰り返して酸素を除去し、その後アルゴンガス雰囲気で反応物を９０℃で加熱し、撹拌しながら２４ｈ反応させた。冷却した後、反応混合物を水（５０ｍＬ）に注いで、ジクロロメタン（３×３０ｍＬ）で抽出した。有機相を合わせ、合わせた有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下で溶媒を除去した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、紫色の固体である化合物Ｂを得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ７．８７（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），７．６５（ｄｄｄ，Ｊ＝８．７，１．３，０．４Ｈｚ，４Ｈ），７．３９（ｍ，６Ｈ），４．１０（ｄ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，４Ｈ），１．６４（ｍ，２Ｈ），１．４５（ｓ，１８Ｈ），１．１５－１．３８（ｍ，１４Ｈ），０．７６－０．９１（ｍ，１６Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１７２．８３，１５３．９３，１４８．８５，１４５．６４，１３８．７６，１３３．６３，１２７．６７，１２７．３８，１２３．４０，１２１．４５，１１９．５７，１００．０２，８０．４３，４６．３３，３８．６５，３２．６０，３２．１１，３０．７９，２９．６４，２８．６１，２８．１６，２５．０９，２３．５６，２２．７９，１４．０９，１４．０６，１１．５１．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ５３Ｈ６８Ｎ４Ｏ６Ｓ２計算値は：９２１．４７［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：９２１．４９であった。
化合物Ｂ（０．１２０ｇ，０．１３ｍｍｏｌ）を含むジクロロメタン（１０ｍＬ）に、トリフルオロ酢酸（１．０ｍＬ，０．３４ｇ，３．７３ｍｍｏｌ）を滴下し、室温で２時間撹拌した後、反応混合物を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（２０ｍＬ）に滴下した。ジクロロメタン（５０ｍＬ）で抽出し、有機層は飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（３０ｍＬ）と飽和塩化ナトリウム溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。真空で溶媒を蒸発させ、標的化合物１を得て、化合物１が暗い紫色の固体であった。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ７．８０（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），７．３８（ｄｄｄ，Ｊ＝８．２，１．６，０．４Ｈｚ，４Ｈ），７．２６（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），７．０２（ｄｄｄ，Ｊ＝８．７，１．２，０．４Ｈｚ，４Ｈ），４．１２（ｄ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，４Ｈ），１．６４（ｍ，２Ｈ），１．１５－１．３８（ｍ，１４Ｈ），０．７６－０．９１（ｍ，１６Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１７２．８３，１５０．１０，１４８．８５，１４５．６４，１３３．６３，１２８．０９，１２７．６７，１２２．８０，１２１．４５，１１４．８０，１００．０２，４６．３３，３８．６５，３２．６０，３２．１１，３０．７９，２９．６４，２８．６１，２５．０９，２３．５６，２２．７９，１４．０９，１４．０６，１１．５１．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ４３Ｈ５２Ｎ４Ｏ２Ｓ２計算値は：７２１．３６［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：７２１．３５である。
（２）化合物１に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
グラフェンをゲート電極とし、厚さ５ｎｍの酸化ハフニウムを誘電体層とし、ボトムゲート構造の電界効果トランジスタを構築し：
まず、ボトムゲートとして、化学気相蒸着法で成長させた単層グラフェンを３００ｎｍの酸化層を有するシリコンウエーハーに移し；
ソルゲル法を採用してボトムゲート上に５ｎｍの酸化ハフニウム層を蒸着させ；
誘電体層上にナノギャップを有する二次元単層グラフェンを構築し、アセンブルする前の分子デバイスを得て；
アセンブルする前の分子デバイス上に強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し、単一分子電界効果トランジスタを得て、具体的な過程は下記のとおりであり：
まず、化合物１とカルボジイミド脱水剤－活性化剤である１－エチル－３－（３－ジメチルアミノポロピル）カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣＩ）を、濃度がそれぞれ１０－４ｍｏｌ／Ｌと３×１０－３ｍｏｌ／Ｌであるようにピリジンに溶かし、；次に、上述溶液にアセンブルする前の分子デバイスを加えた。暗い条件下、アルゴンガス雰囲気で４８ｈ反応させた。その後、溶液からデバイスを取り出し、アセトンと超純水でそれぞれ三回洗浄し、窒素ガス気流で乾燥させた。化合物１に基づく単一分子電界効果トランジスタデバイスを調製した。
なお、前記アセンブルする前の分子デバイスの調製過程の具体的な方法、条件、パラメータ等は、本明細書の上に記載される文献の中の方法で実現することができ、ここで余分の記載はしない。
実施例２：化合物２に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
（１）化合物２の合成：
合成経路は以下のとおり：
Figure 0007083981000011
実施例１の方法に従って化合物Ａを合成し；
１００ｍＬのシュレンク瓶に化合物Ａ（６９７ｍｇ，１．００ｍｍｏｌ）、４－（Ｎ－Ｂｏｃ－アミノメチル）フェニルボロン酸ピナコールエステル（７３４ｍｇ，２．２０ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（１８．４ｍｇ，２０μｍｏｌ）、トリス（ｏ－トリル）ホスフィン（２４．５ｍｇ，８０．２μｍｏｌ）、および無水炭酸カリウム（１．３０ｇ，９．４３ｍｍｏｌ）をこの順に加え、２滴のａｌｉｑｕａｔ ３３６を加えた後、トルエン２４ｍＬと蒸留水６ｍＬを注ぎ、凍結脱気法を使用して３サイクル繰り返して酸素を除去し、その後アルゴンガス雰囲気で反応物を９０℃に加熱しながら、２４ｈ反応させた。冷却した後、反応混合物を水（５０ｍＬ）に注いで、ジクロロメタン（３×３０ｍＬ）で抽出した。有機相を合わせ、合わせた有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下で溶媒を除去した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、紫色の固体である化合物Ｃを得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ７．７０（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ，２Ｈ），７．６０－７．６７（ｍ，４Ｈ），７．４０（ｄｄｄ，Ｊ＝８．５，１．５，０．５Ｈｚ，６Ｈ），４．３２（ｓ，４Ｈ），４．１２（ｄ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，４Ｈ），１．５４－１．７６（ｍ，２Ｈ），１．４４（ｓ，１８Ｈ），１．１５－１．３８（ｍ，１４Ｈ），０．７６－０．９１（ｍ，１６Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１７２．８３，１５６．０３，１４８．８５，１４５．６４，１４３．２１，１３３．６３，１３３．１２，１２８．１１，１２７．６７，１２６．２９，１２１．４５，１００．０２，７９．６６，４６．３３，４３．７０，３８．６５，３２．６０，３２．１１，３０．７９，２９．６４，２８．６１，２８．３０，２５．０９，２３．５６，２２．７９，１４．０９，１４．０６，１１．５１．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ５５Ｈ７２Ｎ４Ｏ６Ｓ２計算値は：９４９．５０［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：９４９．５０であった。
化合物Ｂの代わりに化合物Ｃ（０．１２０ｇ，０．１３ｍｍｏｌ）を使って実施例１の方法で反応させ、標的化合物２を得て、化合物２が暗い紫色の固体であった。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ７．７０（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ，２Ｈ），７．６３（ｄｄ，Ｊ＝６．５，１．３Ｈｚ，４Ｈ），７．３８（ｄｄｄ，Ｊ＝６．５，１．３，０．５Ｈｚ，６Ｈ），４．１０（ｄ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，４Ｈ），３．６７（ｓ，４Ｈ），１．５４－１．７６（ｍ，２Ｈ），１．１５－１．３８（ｍ，１４Ｈ），０．７６－０．９１（ｍ，１６Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１７２．８３，１４８．８５，１４５．６４，１４１．１５，１３３．６３，１３３．３４，１２８．２８，１２７．６７，１２６．７４，１２１．４５，１００．０２，４６．３３，４５．５８，３８．６５，３２．６０，３２．１１，３０．７９，２９．６４，２８．６１，２５．０９，２３．５６，２２．７９，１４．０９，１４．０６，１１．５１．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ４５Ｈ５６Ｎ４Ｏ２Ｓ２計算値は：７４９．３９［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：７４９．３５であった。
（２）化合物２に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
実施例１におけるトランジスタの調製方法を参照し、グラフェンをゲート電極とし、厚さ５ｎｍの酸化ハフニウムを誘電体層とし、化合物１の代わりに化合物２を使って強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し、ボトムゲート構造の化合物２に基づく電界効果トランジスタを調製した。
実施例３：化合物３に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
（１）化合物３の合成：
合成経路は以下のとおり：
Figure 0007083981000012
実施例１の方法に従って化合物Ａを合成し；
１００ｍＬのシュレンク瓶に化合物Ａ（８４３ｍｇ，１．２１ｍｍｏｌ）、４－（Ｎ－Ｂｏｃ－アミノメチル）フェニルボロン酸ピナコールエステル（９２４ｍｇ，２．６６ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（２２．３ｍｇ，２４μｍｏｌ）、トリス（ｏ－トリル）ホスフィン（２９．６ｍｇ，９７．０μｍｏｌ）、無水炭酸カリウム（１．５７ｇ，１１．４１ｍｍｏｌ）をこの順に加え、２滴のａｌｉｑｕａｔ ３３６を加えた後、トルエン２４ｍＬと蒸留水６ｍＬを注ぎ、凍結脱気法を使用して３サイクル繰り返して酸素を除去し、その後アルゴンガス雰囲気で反応物を９０℃に加熱し、撹拌しながら２４ｈ反応させた。冷却した後、反応混合物を水（５０ｍＬ）に注いで、ジクロロメタン（３×３０ｍＬ）で抽出した。有機相を合わせ、合わせた有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下で溶媒を除去した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、紫色の固体である化合物Ｄを得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ７．７２（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ，２Ｈ），７．６４（ｄｄｄ，Ｊ＝８．５，１．５，０．５Ｈｚ，４Ｈ），７．３９（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ，２Ｈ），７．１９（ｄｄｄ，Ｊ＝８．２，１．５，０．５Ｈｚ，４Ｈ），４．１３（ｄ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，４Ｈ），３．５０（ｔ，Ｊ＝５．３Ｈｚ，４Ｈ），２．５５（ｔ，Ｊ＝５．３Ｈｚ，４Ｈ），１．５４－１．７６（ｍ，２Ｈ），１．４３（ｓ，１８Ｈ），１．１５－１．３８（ｍ，１４Ｈ），０．７６－０．９１（ｍ，１６Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１７２．８３，１５６．２４，１４８．８５，１４５．６４，１３６．７３，１３３．６３，１３２．４１，１２８．１８，１２７．６７，１２６．６４，１２１．４５，１００．０２，７９．５２，４６．３３，４２．３３，３８．６５，３５．３１，３２．６０，３２．１１，３０．７９，２９．６４，２８．６１，２８．３０，２５．０９，２３．５６，２２．７９，１４．０９，１４．０６，１１．５１．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ５７Ｈ７６Ｎ４Ｏ６Ｓ２計算値は：９７７．５３［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：９７７．５０であった。
化合物Ｂの代わりに、化合物Ｄ（０．１２７ｇ，０．１３ｍｍｏｌ）を使って実施例１の方法で反応させ、標的化合物３を得て、化合物３が暗い紫色の固体であった。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ７．７２（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ，２Ｈ），７．６３（ｄｄｄ，Ｊ＝８．５，１．５，０．５Ｈｚ，４Ｈ），７．３８（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ，２Ｈ），７．１７（ｄｄｄ，Ｊ＝８．１，１．５，０．５Ｈｚ，４Ｈ），４．１０（ｄ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，４Ｈ），２．７６（ｔ，Ｊ＝６．６Ｈｚ，４Ｈ），２．４９（ｔ，Ｊ＝６．６Ｈｚ，４Ｈ），１．５４－１．７６（ｍ，２Ｈ），１．１５－１．３８（ｍ，１４Ｈ），０．７６－０．９１（ｍ，１６Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１７２．８３，１４８．８５，１４５．６４，１３６．８３，１３３．６３，１３２．３６，１２７．９２，１２７．６７，１２６．５８，１２１．４５，１００．０２，４６．３３，４２．８４，３８．８７，３８．６５，３２．６０，３２．１１，３０．７９，２９．６４，２８．６１，２５．０９，２３．５６，２２．７９，１４．０９，１４．０６，１１．５１．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ４７Ｈ６０Ｎ４Ｏ２Ｓ２計算値は：７７７．４２［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：７７７．４２であった。
（２）化合物３に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
実施例１におけるトランジスタの調製方法を参照し、グラフェンをゲート電極とし、厚さ５ｎｍの酸化ハフニウムを誘電体層とし、化合物１の代わりに化合物３を使って強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し、ボトムゲート構造の化合物３に基づく電界効果トランジスタを調製した。
実施例４：化合物４に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
（１）化合物４の合成：
合成経路は以下のとおり：
Figure 0007083981000013
アルゴンガス雰囲気で５０ｍＬの反応フラスコにジクロロメタン（１５ｍＬ）と、ｐ－ブロモアンフェタミン（１．２９３ｇ，６．０４ｍｍｏｌ）と、トリエチルアミン（９４４ｍｇ，１．３ｍＬ，９．３３ｍｍｏｌ）とを加え、反応フラスコを氷水浴に入れ、撹拌しながらジ－ｔｅｒｔ－ブチルジカーボネート（１．６１ｇ，１．７ｍＬ，７．４０ｍｍｏｌ）を滴下し、自然昇温で４時間反応させた後、反応液をジクロロメタン（３０ｍＬ）に注ぎ、水洗浄（２×２０ｍＬ）と飽和塩化ナトリウム溶液洗浄（２０ｍＬ）をこの順にして、その後無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧下で溶媒を除去した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、無色の油状液体である化合物Ｅを得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ７．４５－７．３９（ｍ，２Ｈ），７．１２－７．０６（ｍ，２Ｈ），３．２４（ｔ，Ｊ＝５．０Ｈｚ，２Ｈ），２．６１－２．５３（ｍ，２Ｈ），１．７７（ｔｔ，Ｊ＝８．０，５．０Ｈｚ，２Ｈ），１．４４（ｓ，９Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１５６．１９，１４０．０６，１３１．２２，１２９．９６，１１９．５０，７９．５２，４０．５６，３３．４８，３０．６７，２８．３０．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ１４Ｈ２０ＢｒＮＯ２計算値は：３１４．０７［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：３１４．０１であった。
１００ｍＬのシュレンク瓶に化合物Ｅ（１．０２ｇ，３．２６ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコラート）ジボロン（９９３ｍｇ，３．９１ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（１５１ｍｇ，０．１３ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム（１．６０ｇ，１６．３０ｍｍｏｌ）をこの順で加えて、その後Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド５０ｍＬを注入し、凍結脱気法を使用して３サイクル繰り返して酸素を除去した後、アルゴンガス雰囲気で反応物を９０℃に加熱し、撹拌しながら１０時間反応させた。冷却した後、反応混合物を水（５０ｍＬ）に注ぎ、ジクロロメタン（３×３０ｍＬ）で抽出し、有機相に対して水洗浄（３×３０ｍＬ）と飽和塩化ナトリウム溶液洗浄（３０ｍＬ）をこの順にして、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。減圧下で溶媒を除去し、粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、無色の油状の液体である化合物Ｆを得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ７．５７－７．５１（ｍ，２Ｈ），７．０８（ｄｔ，Ｊ＝７．４，１．０Ｈｚ，２Ｈ），５．９４（ｔ，Ｊ＝６．４Ｈｚ，２Ｈ），３．１７（ｔｄ，Ｊ＝７．１，６．４Ｈｚ，２Ｈ），２．６６（ｔｔ，Ｊ＝７．１，１．０Ｈｚ，２Ｈ），１．８３（ｐ，Ｊ＝７．１Ｈｚ，２Ｈ），１．４２（ｓ，９Ｈ），１．２４（ｓ，９Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１５６．６３，１４３．３９，１３４．６６，１３４，６１，１２６．７２，８４．０２，７９．６３，３９．６２，３３．３２，２９．０９，２９．０５，２４．８２．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ２０Ｈ３２ＢＮＯ４計算値は：３６２．２５［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：３６２．２９であった。
１００ｍＬのシュレンク瓶に化合物Ａ（８４３ｍｇ，１．２１ｍｍｏｌ）、化合物Ｆ（９６５ｍｇ，２．６６ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（２２．３ｍｇ，２４μｍｏｌ）、トリス（ｏ－トリル）ホスフィン（２９．６ｍｇ，９７．０μｍｏｌ）、無水炭酸カリウム（１．５７ｇ，１１．４１ｍｍｏｌ）をこの順に加え、２滴のａｌｉｑｕａｔ ３３６を加えた後、トルエン２４ｍＬと蒸留水６ｍＬを注入し、凍結脱気法を使用して３サイクル繰り返して酸素を除去し、その後アルゴンガス雰囲気で反応物を９０℃に加熱し、撹拌しながら２４ｈ反応させた。冷却した後、反応混合物を水（５０ｍＬ）に注いで、ジクロロメタン（３×３０ｍＬ）で抽出した。有機相を合わせ、合わせた有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下で溶媒を除去した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、紫色の固体である化合物Ｇを得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ７．７６（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ，２Ｈ），７．５９－７．６６（ｍ，４Ｈ），７．３９（ｄｄ，Ｊ＝２４．６，７．５Ｈｚ，２Ｈ），７．１６（ｄｄｄ，Ｊ＝８．２，１．５，０．５Ｈｚ，４Ｈ），４．１１（ｄ，Ｊ＝６．９Ｈｚ，４Ｈ），３．１９（ｔ，Ｊ＝６．４Ｈｚ，４Ｈ），２．３９（ｔ，Ｊ＝６．８Ｈｚ，４Ｈ），１．８４－２．０３（ｍ，４Ｈ），１．５４－１．７６（ｍ，２Ｈ），１．４３（ｓ，１８Ｈ），１．１５－１．３８（ｍ，１４Ｈ），０．７６－０．９１（ｍ，１６Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１７２．８３，１５６．１９，１４８．８５，１４５．６４，１４１．６６，１３３．６３，１３２．８１，１２８．３７，１２７．６７，１２６．２９，１２１．４５，１００．０２，７９．５２，４６．３３，４０．５６，３８．６５，３３．４８，３２．６０，３２．１１，３０．７９，３０．６７，２９．６４，２８．６１，２８．３０，２５．０９，２３．５６，２２．７９，１４．０９，１４．０６，１１．５１．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ５９Ｈ８０Ｎ４Ｏ６Ｓ２計算値は：１００５．５５［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：１００５．５５であった。
化合物Ｂの代わりに、化合物Ｇ（０．１３１ｇ，０．１３ｍｍｏｌ）を使って実施例１の方法で反応させ、標的化合物４を得て、化合物４が暗い紫色の固体であった。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ７．７２（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ，２Ｈ），７．６３（ｄｄｄ，Ｊ＝Ｊ＝８．５，１．５，０．５Ｈｚ，４Ｈ），７．４０（ｄ，Ｊ＝８．６，２Ｈ），７．１２－７．１９（ｍ，４Ｈ），４．０７－４．１５（ｍ，４Ｈ），２．６０－２．６８（ｍ，４Ｈ），２．２９－２．３７（ｔ，Ｊ＝６．６Ｈｚ，４Ｈ），１．５４－１．９４（ｍ，６Ｈ），１．１５－１．３８（ｍ，１４Ｈ），０．７６－０．９１（ｍ，１６Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１７２．８３，１４８．８５，１４５．６４，１４１．６６，１３３．６３，１３２．８１，１２８．３７，１２７．６７，１２６．２９，１２１．４５，１００．０２，４６．３３，４１．７０，３８．６５，３３．５３，３３．０５，３２．６０，３２．１１，３０．７９，２９．６４，２８．６１，２５．０９，２３．５６，２２．７９，１４．０９，１４．０６，１１．５１．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ４９Ｈ６４Ｎ４Ｏ２Ｓ２計算値は：８０５．４５［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：８０５．４２であった。
（２）化合物４に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
実施例１におけるトランジスタの調製方法を参照し、グラフェンをゲート電極とし、厚さ５ｎｍの酸化ハフニウムを誘電体層とし、化合物１の代わりに化合物４を使って強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し、ボトムゲート構造の化合物４に基づく電界効果トランジスタを調製した。
実施例５：化合物５に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
（１）化合物５の合成：
合成経路は以下のとおり：
Figure 0007083981000014
５０ｍＬのシュレンク瓶にビス［１，２－ビス（ジフェニルホスフィン）エタン］二塩化ルテニウム（２２３ｍｇ，０．２３ｍｍｏｌ）、Ｎ－Ｂｏｃ－４－エチニルアニリン（１５０ｍｇ，０．６９ｍｍｏｌ）、ヘキサフルオロリン酸ナトリウム（１５４ｍｇ，０．９２ｍｍｏｌ）を加えた後、乾燥されたジクロロメタン（１５ｍＬ）で溶かし、アルゴンガス雰囲気で上述反応液にトリエチルアミン（０．１９０ｍＬ）を滴下し、３５℃で撹拌しながら２４ｈ反応させた。反応を停止した後ろ過し、ろ液は減圧で溶媒を除去し、得られた固体をｎ－ペンタン（２５ｍＬ）で洗浄し、粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、黄色の固体である化合物Ｈを得た。３１Ｐ ＮＭＲ（１６２ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ５３．４．１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ６．９８－７．５５（ｍ，４８Ｈ），２．４５（ｍ，８Ｈ），１．５０（ｓ，１８Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１９５．１４，１３８．８５，１３２．９９，１３１．９３，１３１．２０，１３１．０８，１２８．１３，１２１．５６，１１９．１５，１１６．９０，７９．５４，３０．２３，２５．４３，ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ７８Ｈ７６Ｎ２Ｏ４Ｐ４Ｒｕ計算値は：１３３１．４４［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：１３３１．３９であった。
ジクロロメタン（１０ｍＬ）における化合物Ｈ（０．１７３ｇ，０．１３ｍｍｏｌ）に、トリフルオロ酢酸（１．０ｍＬ，０．３４ｇ，３．７３ｍｍｏｌ）を滴下し、室温で２０時間撹拌した後、反応混合物を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（２０ｍＬ）に滴下した。ジクロロメタン（５０ｍＬ）で抽出し、有機層は飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（３０ｍＬ）と飽和塩化ナトリウム溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。真空で溶媒を蒸発させ、標的化合物５を得て、化合物５が黄色の固体であった。３１Ｐ ＮＭＲ（１６２ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：ｄ＝５３．４１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ６．９８－７．５５（ｍ，４８Ｈ），２．４５（ｍ，８Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１４８．８５，１３２．９９，１３１．９３，１３１．２０，１３１．０８，１２８．１３，１２１．５６，１１９．１５，１１６．９０，２４．９６．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ６８Ｈ６０Ｎ２Ｐ４Ｒｕ計算値は：１１３１．２８［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：１１３１．２９であった。
（２）化合物５に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
実施例１におけるトランジスタの調製方法を参照し、グラフェンをゲート電極とし、厚さ５ｎｍの酸化ハフニウムを誘電体層とし、化合物１の代わりに化合物５を使って強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し、ボトムゲート構造の化合物５に基づく電界効果トランジスタを調製した。
実施例６：化合物６に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
（１）化合物６の合成：
合成経路は以下のとおり：
Figure 0007083981000015
文献に述べられた方法（Ｎｅｗ Ｊ．Ｃｈｅｍ．，２０１１，３５，２１０５－２１１３）で化合物Ｉを合成した。
５０ｍＬのシュレンク瓶に化合物Ｉ（５２７ｍｇ，０．２３ｍｍｏｌ）、Ｎ－Ｂｏｃ－４－エチニルアニリン（１５０ｍｇ，０．６９ｍｍｏｌ）、ヘキサフルオロリン酸ナトリウム（１５４ｍｇ，０．９２ｍｍｏｌ）を加えた後、乾燥されたジクロロメタン（１５ｍＬ）で溶かし、アルゴンガス雰囲気で上述反応液にトリエチルアミン（０．１９０ｍＬ）を滴下し、３５℃で撹拌しながら４８ｈ反応させた。反応を停止した後ろ過し、ろ液は減圧で溶媒を除去し、得られた固体をｎ－ペンタン（２５ｍＬ）で洗浄し、粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、黄色の固体である化合物Ｊを得た。３１Ｐ ＮＭＲ（１６２ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ５４．９．１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ６．９８－７．５５（ｍ，９２Ｈ），２．４５（ｍ，１６Ｈ），１．５０（ｓ，１８Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１９５．１４，１３８．８５，１３７．２４，１３２．９９，１３１．９３，１３１．２０，１３１．０８，１２８．１３，１２５．６０，１２１．５６，１１９．１５，１１６．９０，７９．５４，３０．２３，２５．４３，ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ１４０Ｈ１２８Ｎ２Ｏ４Ｐ８Ｒｕ２計算値は：２３５３．５９［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：２３５３．５０であった。
化合物Ｈの代わりに、化合物Ｊ（０．３０６ｇ，０．１３ｍｍｏｌ）を使って、実施例５の方法で反応させ、標的化合物６を得て、化合物６が黄色の固体であった。３１Ｐ ＮＭＲ（１６２ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：ｄ＝５５．４１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ６．９８－７．５５（ｍ，９２Ｈ），２．４５（ｍ，１６Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１５０．２０，１３７．３９，１３７．２３，１３２．４６，１３２．４１，１２３．２０，１２２．２０，１１７．３８，１１３．７８，１０３．６２，１３３．０５，１３２．９２，１２８．４７，１２８．４２，２４．９６；ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ１３０Ｈ１１２Ｎ２Ｐ８Ｒｕ２計算値は：２１５３．４８［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：２１５３．４９であった。
（２）化合物６に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
実施例１におけるトランジスタの調製方法を参照し、グラフェンをゲート電極とし、厚さ５ｎｍの酸化ハフニウムを誘電体層とし、化合物１の代わりに化合物６を使って強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し、ボトムゲート構造の化合物６に基づく電界効果トランジスタを調製した。
実施例７：化合物７に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
（１）化合物７の合成：
合成経路は以下のとおり：
Figure 0007083981000016
１００ｍＬのシュレンク瓶にビス［１，２－ビス（ジフェニルホスフィン）エタン］塩化ルテニウムトリフレート（８２５ｍｇ，０．７５ｍｍｏｌ）とＮ－Ｂｏｃ－４－エチニルアニリン（３３０ｍｇ，１．５２ｍｍｏｌ）を加えた後、ジクロロメタン４０ｍＬで溶かし、アルゴンガス雰囲気で室温で６ｈ反応させた後、ろ過し、ろ液は減圧で溶媒を除去した後、得られた沈澱物をジエチルエーテル（４×３０ｍＬ）で洗浄し、暗い緑色の固体である化合物Ｋを得た。３１Ｐ ＮＭＲ（１６２ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ３８．２．１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ７．５１－７．０５（ｍ，４０Ｈ），６．５５（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，２Ｈ），５．６４（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ），４．１０（ｓ，１Ｈ），２．９２（ｍ，８Ｈ），１．５０（ｓ，１８Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ３５４．２７，１９４．７５，１３７．２４，１３２．９９，１３１．９３，１３１．２０，１３１．０８，１２８．１３，１２５．６０，１２４．９３，１２０．４，１０８．９８，７９．５４，３０．２３，２８．６８．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ６６Ｈ６３ＣｌＦ３ＮＯ５Ｐ４ＲｕＳ計算値は：１３００．２１［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：１３００．２０であった。
文献に述べられた方法（Ｎｅｗ Ｊ．Ｃｈｅｍ．，２０１１，３５，２１０５－２１１３）で化合物Ｌを合成した。
５０ｍＬのシュレンク瓶に化合物Ｋ（３３８ｍｇ，０．２６ｍｍｏｌ）、化合物Ｌ（１４９ｍｇ，０．１３ｍｍｏｌ）、ヘキサフルオロリン酸ナトリウム（８８ｍｇ，０．２ｍｍｏｌ）を加えた後、乾燥されたジクロロメタン（３０ｍＬ）で溶かし、アルゴンガス雰囲気で上述反応液にトリエチルアミン（０．１５０ｍＬ）を滴下し、３５℃で撹拌しながら９６ｈ反応させた。反応を停止した後ろ過し、ろ液は減圧で溶媒を除去し、得られた固体をｎ－ペンタン（２５ｍＬ）で洗浄し、粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、黄色の固体である化合物Ｍを得た、。３１Ｐ ＮＭＲ（１６２ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ５４．８９．１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ６．９８－７．５５（ｍ，１３６Ｈ），２．４５（ｍ，２４Ｈ），１．５０（ｓ，１８Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１９５．１４，１３７．９５－１２６．９２，１１９．１５，１１８，４２，１１６．９０，７９．５４，３０．２３，２５．４３，ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ２０２Ｈ１８０Ｎ２Ｏ４Ｐ１２Ｒｕ３計算値は：３３７５．７９［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：３３７５．７０であった。
化合物Ｈの代わりに、化合物Ｍ（０．４３９ｇ，０．１３ｍｍｏｌ）を使って実施例５の方法で反応させ、標的化合物７を得て、化合物７が黄色の固体であった。３１Ｐ ＮＭＲ（１６２ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：ｄ＝５５．００，１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ６．９８－７．５５（ｍ，１３６Ｈ），２．４５（ｍ，２４Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１９５．１４，１３７．９５－１２６．９２，１１９．１５，１１８，４２，１１６．９０，２５．４３；ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ１９２Ｈ１６４Ｎ２Ｐ１２Ｒｕ３計算値は：３１７５．６８［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：３１７５．６８であった。
（２）化合物７に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
実施例１におけるトランジスタの調製方法を参照し、グラフェンをゲート電極とし、厚さ５ｎｍの酸化ハフニウムを誘電体層とし、化合物１の代わりに化合物７を使って強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し、ボトムゲート構造の化合物７に基づく電界効果トランジスタを調製した。
実施例８：化合物８に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
（１）化合物８の合成：
合成経路は以下のとおり：
Figure 0007083981000017
アルゴンガス雰囲気で５０ｍＬの反応フラスコにジクロロメタン（１５ｍＬ）と、３－ブロモ－４’－アミノビフェニル（１．４９９ｇ，６．０４ｍｍｏｌ）と、トリエチルアミン（９４４ｍｇ，１．３ｍＬ，９．３３ｍｍｏｌ）とを加え、反応フラスコを氷水浴に入れ、撹拌しながらジ－ｔｅｒｔ－ブチルジカーボネート（１．６１ｇ，１．７ｍＬ，７．４０ｍｍｏｌ）を滴下し、自然昇温で４時間反応させた後、反応液をジクロロメタン（３０ｍＬ）に注ぎ、水洗浄（２×２０ｍＬ）と飽和塩化ナトリウム溶液洗浄（２０ｍＬ）をこの順にして、その後無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧下で溶媒を除去した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、白色の固体である化合物Ｎを得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ７．７８（ｔ，Ｊ＝２．０Ｈｚ，１Ｈ），７．７２－７．６５（ｍ，２Ｈ），７．６２（ｄｔ，Ｊ＝７．５，２．０Ｈｚ，１Ｈ），７．５３（ｄｑ，Ｊ＝８．２，２．１Ｈｚ，３Ｈ），７．３１（ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，１Ｈ），６．５７（ｓ，１Ｈ），１．５０（ｓ，９Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１５３．９３，１４３．４３，１３７．４４，１３６．７５，１３１．５０，１３０．９０，１３０．４８，１２７．８２，１２６．４６，１２６．３８，１２３．４０，８０．４３，２８．１６．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ１７Ｈ１８ＢｒＮＯ２計算値は：３４８．０６［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：３４８．０６であった。
文献に述べられた方法（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０１４，１３６，８１６５－８１６８）で化合物Ｏを合成した。
１００ｍＬのシュレンク瓶に化合物Ｎ（４２８ｍｇ，１．２３ｍｍｏｌ）、化合物Ｏ（４７７ｍｇ，１．３５ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（１４．６ｍｇ，１２．３μｍｏｌ）、無水炭酸カリウム（１．６０ｇ，１１．６ｍｍｏｌ）をこの順に加え、テトラヒドロフラン２５ｍＬと蒸留水５ｍＬを注入し、凍結脱気法を使用して３サイクル繰り返して酸素を除去し、その後アルゴンガス雰囲気で反応物を９０℃に加熱し、撹拌しながら２４ｈ反応させた。冷却した後、反応混合物を水（５０ｍＬ）に注いで、ジクロロメタン（３×３０ｍＬ）で抽出した。有機相を合わせ、合わせた有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下で溶媒を除去した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、白色の固体である化合物Ｐを得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．５８（ｄｄ，Ｊ＝１０．２，１．１Ｈｚ，２Ｈ），８．５５－８．４８（ｍ，４Ｈ），８．０８（ｔ，Ｊ＝２．０Ｈｚ，１Ｈ），８．０１（ｔ，Ｊ＝２．０Ｈｚ，１Ｈ），７．８０－７．５５（ｍ，１０Ｈ），７．４８（ｔｄ，Ｊ＝７．９，１．２Ｈｚ，２Ｈ），６．９３（ｄｄｄ，Ｊ＝８．０，５．１，１．１Ｈｚ，２Ｈ），６．５９（ｓ，１Ｈ），１．５０（ｓ，９Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１５６．３８，１５５．７９，１５３．９３，１４９．１４，１４７．５６，１４２．５４，１４０．０８，１３９．７７，１３８．８４，１３７．４４，１３６．７５，１３６．５９，１２９．４５，１２９．３７，１２９．２７，１２８．１７，１２８．０５，１２７．８２，１２７．７６，１２６．４６，１２５．６０，１２４．０２，１２１．３９，１２０．０６，８０．４３，２８．１６．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ３８Ｈ３２Ｎ４Ｏ２計算値は：５７７．２６［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：５７７．２６であった。
５０ｍＬの反応フラスコにメタノール（１０ｍＬ）を加えて化合物Ｐ（１８２ｍｇ，０．３１６ｍｍｏｌ）を溶かし、塩化第一鉄（２１ｍｇ，０．１５８ｍｍｏｌ）のメタノール溶液（１０ｍＬ）を滴下し、アルゴンガス雰囲気で撹拌し、還流で４ｈ反応させた。そして室温まで冷却し、沈殿物が完全に析出するまで過剰の飽和のヘキサフルオロリン酸アンモニウムのメタノール溶液を滴下してろ過し、得られた固体は蒸留水（２×１０ｍＬ）とジエチルエーテル（２×１０ｍＬ）でこの順にリンスした。粗生成物はアセトニトリルとアセトンの混合溶媒で再結晶し、紫色の固体である化合物Ｑを得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．８５（ｄｄ，Ｊ＝７．５，１．４Ｈｚ，４Ｈ），８．６９（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，８Ｈ），８．０４（ｔ，Ｊ＝２．０Ｈｚ，４Ｈ），７．７６（ｄｄ，Ｊ＝８．１，６．７Ｈｚ，４Ｈ），７．７１－７．４９（ｍ，２０Ｈ），７．００（ｔｄ，Ｊ＝７．４，１．６Ｈｚ，４Ｈ），１．５０（ｓ，１８Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１９５．１２，１５５．１６，１５３．９３，１５２．３９，１５０．１０，１４９．６９，１４２．５４，１４０．０８，１３９．７７，１３８．８４，１３８．６７，１３７．４４，１３６．７５，１２９．４５，１２９．３７，１２９．２７，１２８．１７，１２８．０５，１２７．８２，１２７．７６，１２６．４６，１２５．６０，１２５．０８，１２２．８２，８０．４３，２８．１６．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ７６Ｈ６４ＦｅＮ８Ｏ４計算値は：１０２９．４４［Ｍ－２ＰＦ６ －＋Ｈ＋］であり；実験値は：１０２９．４４であった。
ジクロロメタン（１０ｍＬ）に溶けた化合物Ｑ（０．１３５ｇ，０．１３ｍｍｏｌ）に、トリフルオロ酢酸（１．０ｍＬ，０．３４ｇ，３．７３ｍｍｏｌ）を滴下し、室温で２０時間撹拌した後、反応混合物を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（２０ｍＬ）に滴下した。ジクロロメタン（５０ｍＬ）で抽出し、有機層は飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（３０ｍＬ）と飽和塩化ナトリウム溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。真空で溶媒を蒸発させ、標的化合物８を得て、化合物８が紫色の固体であった。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．４３－８．５２（ｍ，１２Ｈ），８．０５（ｔ，Ｊ＝２．０Ｈｚ，２Ｈ），７．９７（ｔ，Ｊ＝２．０Ｈｚ，２Ｈ），７．７９－７．５８（ｍ，１２Ｈ），７．４８（ｔｄ，Ｊ＝８．０，１．３Ｈｚ，４Ｈ），７．３１－７．２５（ｍ，４Ｈ），６．９３（ｄｄｄ，Ｊ＝８．０，５．１，１．１Ｈｚ，４Ｈ），６．７９－６．７３（ｍ，４Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）δ１５６．３８，１５５．７９，１４９．１４，１４８．０３，１４７．５６，１４２．５４，１４０．０８，１３９．７７，１３８．８４，１３６．５９，１３４．３６，１２９．４５，１２９．３７，１２９．２７，１２８．１７，１２８．１５，１２８．０５，１２７．７６，１２５．６０，１２４．０２，１２１．３９，１２０．０６，１１５．３７．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ６６Ｈ４８ＦｅＮ８計算値は：１００９．３４［Ｍ－２ＰＦ６ －＋Ｈ＋］であり；実験値は：１００９．３４であった。
（２）化合物８に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
実施例１におけるトランジスタの調製方法を参照し、グラフェンをゲート電極とし、厚さ５ｎｍの酸化ハフニウムを誘電体層とし、化合物１の代わりに化合物８を使って強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し、ボトムゲート構造の化合物８に基づく電界効果トランジスタを調製した。
実施例９：化合物９に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
（１）化合物９の合成：
合成経路は以下のとおり：
Figure 0007083981000018
５０ｍＬの反応フラスコにメタノール（１０ｍＬ）を加えて化合物Ｐ（１８２ｍｇ，０．３１６ｍｍｏｌ）を溶かし、塩化亜鉛（２６ｍｇ，０．１５８ｍｍｏｌ）のメタノール溶液（１０ｍＬ）を滴下し、アルゴンガス雰囲気で撹拌し、還流で４ｈ反応させた。そして室温まで冷却し、沈殿物が完全に析出するまで過剰の飽和のヘキサフルオロリン酸アンモニウムのメタノール溶液を滴下してろ過し、得られた固体は蒸留水（２×１０ｍＬ）とジエチルエーテル（２×１０ｍＬ）でこの順にリンスした。粗生成物はアセトニトリルとアセトンの混合溶媒で再結晶し、化合物Ｒを得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．７５（ｄｄ，Ｊ＝７．５，１．４Ｈｚ，４Ｈ），８．５９（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，８Ｈ），７．９４（ｔ，Ｊ＝２．０Ｈｚ，４Ｈ），７．６６（ｄｄ，Ｊ＝８．１，６．７Ｈｚ，４Ｈ），７．６１－７．３９（ｍ，２０Ｈ），７．００（ｔｄ，Ｊ＝７．４，１．６Ｈｚ，４Ｈ），１．５０（ｓ，１８Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１９５．１２，１５６．１６，１５３．９３，１５２．３９，１５１．１０，１４９．６９，１４２．６４，１４０．０８，１３９．７７，１３８．８８，１３８．７７，１３７．４４，１３６．７５，１２９．４５，１２９．３７，１２９．２７，１２８．１７，１２８．１５，１２７．８２，１２７．７６，１２６．４６，１２５．６０，１２５．０８，１２２．８２，８０．４３，２８．１６．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ７６Ｈ６４ＺｎＮ８Ｏ４計算値は：１０１７．４５［Ｍ－２ＰＦ６ －＋Ｈ＋］であり；実験値は：１０１７．４５であった。
化合物Ｑの代わりに、化合物Ｒ（０．１５８ｇ，０．１３ｍｍｏｌ）を使って実施例８の方法で反応させ、標的化合物９を得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．４３－８．５２（ｍ，１２Ｈ），８．０５（ｔ，Ｊ＝２．０Ｈｚ，２Ｈ），７．９７（ｔ，Ｊ＝２．０Ｈｚ，２Ｈ），７．７９－７．５８（ｍ，１２Ｈ），７．４８（ｔｄ，Ｊ＝８．０，１．３Ｈｚ，４Ｈ），７．３１－７．２５（ｍ，４Ｈ），６．９３（ｄｄｄ，Ｊ＝８．０，５．１，１．１Ｈｚ，４Ｈ），６．７９－６．７３（ｍ，４Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）δ１５６．３８，１５５．７９，１４９．１４，１４８．０３，１４７．５６，１４２．５４，１４０．０８，１３９．７７，１３８．８４，１３６．５９，１３４．３６，１２９．４５，１２９．３７，１２９．２７，１２８．１７，１２８．１５，１２８．０５，１２７．７６，１２５．６０，１２４．０２，１２１．３９，１２０．０６，１１５．３７．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ６６Ｈ４８ＺｎＮ８計算値は：１０１７．３３［Ｍ－２ＰＦ６ －＋Ｈ＋］であり；実験値は：１０１７．３４であった。
（２）化合物９に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
実施例１におけるトランジスタの調製方法を参照し、グラフェンをゲート電極とし、厚さ５ｎｍの酸化ハフニウムを誘電体層とし、化合物１の代わりに化合物９を使って強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し、ボトムゲート構造の化合物９に基づく電界効果トランジスタを調製した。
実施例１０：化合物１０に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
（１）化合物１０の合成：
合成経路は以下のとおり：
Figure 0007083981000019
５０ｍＬの反応フラスコにメタノール（１０ｍＬ）を加えて化合物Ｐ（１８２ｍｇ，０．３１６ｍｍｏｌ）を溶かし、塩化ルテニウム（３３ｍｇ，０．１５８ｍｍｏｌ）のメタノール溶液（１０ｍＬ）を滴下し、アルゴンガス雰囲気で撹拌し、還流で４ｈ反応させた。そして室温まで冷却し、沈殿物が完全に析出するまで過剰の飽和のヘキサフルオロリン酸アンモニウムのメタノール溶液を滴下してろ過し、得られた固体は蒸留水（２×１０ｍＬ）とジエチルエーテル（２×１０ｍＬ）でこの順にリンスした。粗生成物はアセトニトリルとアセトンの混合溶媒で再結晶し、赤色の固体である化合物Ｓを得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ９．０５（ｄｄ，Ｊ＝７．５，１．４Ｈｚ，４Ｈ），８．７９（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，８Ｈ），８．１４（ｔ，Ｊ＝２．０Ｈｚ，４Ｈ），７．７６（ｄｄ，Ｊ＝８．１，６．７Ｈｚ，４Ｈ），７．７１－７．４９（ｍ，２０Ｈ），７．１０（ｔｄ，Ｊ＝７．４，１．６Ｈｚ，４Ｈ），１．５０（ｓ，１８Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１９５．１２，１５５．１６，１５３．９３，１５２．３９，１５０．１０，１４９．６９，１４２．５４，１４１．０８，１３９．７７，１３８．９４，１３８．６７，１３７．４４，１３６．７５，１２９．４５，１２９．３７，１２９．２７，１２８．１７，１２８．１５，１２７．８２，１２７．７６，１２６．４６，１２５．６０，１２５．０８，１２２．８２，８０．４３，２８．１６．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ７６Ｈ６４ＲｕＮ８Ｏ４計算値は：１２５５．４０［Ｍ－２ＰＦ６ －＋Ｈ＋］であり；実験値は：１２５５．４０であった。
化合物Ｑの代わりに、化合物Ｓ（０．１６４ｇ，０．１３ｍｍｏｌ）を使って実施例８の方法で反応させ、標的化合物１０を得て、化合物１０が赤色の固体であった。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．６３－８．７２（ｍ，１２Ｈ），８．２５（ｔ，Ｊ＝２．０Ｈｚ，２Ｈ），８．１７（ｔ，Ｊ＝２．０Ｈｚ，２Ｈ），７．８９－７．６８（ｍ，１２Ｈ），７．６８（ｔｄ，Ｊ＝８．０，１．３Ｈｚ，４Ｈ），７．３１－７．２５（ｍ，４Ｈ），６．９３（ｄｄｄ，Ｊ＝８．０，５．１，１．１Ｈｚ，４Ｈ），６．７９－６．７３（ｍ，４Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）δ１５６．３８，１５５．７９，１４９．１４，１４８．０３，１４７．５６，１４２．５４，１４０．０８，１３９．７７，１３８．８４，１３６．５９，１３４．３６，１２９．４５，１２９．３７，１２９．２７，１２８．１７，１２８．１５，１２８．０５，１２７．７６，１２５．６０，１２４．０２，１２１．３９，１２０．０６，１１５．３７．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ６６Ｈ４８ＲｕＮ８計算値は：１０５５．３１［Ｍ－ ２ＰＦ６ －＋Ｈ＋］であり；実験値は：１０５５．３１であった。
（２）化合物１０に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
実施例１におけるトランジスタの調製方法を参照し、グラフェンをゲート電極とし、厚さ５ｎｍの酸化ハフニウムを誘電体層とし、化合物１の代わりに化合物１０を使って強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し、ボトムゲート構造の化合物１０に基づく電界効果トランジスタを調製した。
実施例１１：化合物１１に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
（１）化合物１１の合成：
合成経路は以下のとおり：
Figure 0007083981000020
アルゴンガス雰囲気で反応フラスコに４－（Ｂｏｃ－アミノ）ベンズアルデヒド（２．２１２ｇ，１０ｍｍｏｌ）とアセトフェノン（２．４０３ｇ，２０ｍｍｏｌ）を加え、撹拌しながら三フッ化ホウ素エチルエーテル（４．２５８ｇ，３０ｍｍｏｌ）を滴下し、１００℃で３ｈ反応させた後、反応液を室温まで冷却し、エチルエーテル（２００ｍＬ）に注ぎ、析出した固体をろ過し、無水エタノールで再結晶した後、化合物Ｔを得て、黄色の固体であった。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．９１－８．８５（ｍ，６Ｈ），７．８０－７．７２（ｍ，４Ｈ），７．４７－７．４１（ｍ，２Ｈ），７．２３（ｔｔ，Ｊ＝７．４，２．０Ｈｚ，２Ｈ），６．５６－６．５０（ｍ，２Ｈ），１．５０（ｓ，９Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）δ１６８．７１，１６６．１４，１５３．９３，１３７．７１，１３３．９９，１３２．５８，１３１．０６，１３０．９５，１２９．１３，１２７．９５，１２６．４２，１１５．２１，８０．４３，２８．１６．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ２８Ｈ２６ＮＯ３計算値は：４２５．１９［Ｍ－ＢＦ４－＋Ｈ＋］であり；実験値は：４２５．１９であった。
アルゴンガス雰囲気で反応フラスコに化合物Ｔ（５１１ｍｇ，１ｍｍｏｌ）を加え、テトラヒドロフラン（５ｍＬ）で溶かした後、ｐ－ブロモアンフェタミン（１７２ｍｇ，１ｍｍｏｌ）を加え、還流で４ｈ反応させた後、室温まで冷却し、エタノールで再結晶し、化合物Ｕを得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ７．８９－７．８１（ｍ，４Ｈ），７．５９－７．５３（ｍ，２Ｈ），７．５２－７．４６（ｍ，６Ｈ），７．４１（ｑｄ，Ｊ＝３．８，１．５Ｈｚ，６Ｈ），７．１９－７．１３（ｍ，２Ｈ），１．５０（ｓ，９Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）δ１５６．０７，１５３．９３，１４０．５９，１３７．７１，１３６．２３，１３４．０１，１３２．１４，１３０．７２，１２９．９４，１２９．４８，１２８．５７，１２８．０９，１２７．９５，１２６．４３，１２６．４０，１２０．７９，８０．４３，２８．１６．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ３４Ｈ３０ＢｒＮ２Ｏ２計算値は：５７８．１６［Ｍ－ＢＦ４ －＋Ｈ＋］であり；実験値は：５７８．１６であった。
文献に述べられた方法（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０１２，１３４，７６７２－７６７５）で化合物Ｖを合成した。
１００ｍＬのシュレンク瓶に化合物Ｕ（７１０ｍｇ，１．２３ｍｍｏｌ）、化合物Ｖ（４７７ｍｇ，１．３５ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（１４．６ｍｇ，１２．３μｍｏｌ）、無水炭酸カリウム（１．６０ｇ，１１．６ｍｍｏｌ）をこの順に加え、テトラヒドロフラン２５ｍＬと蒸留水５ｍＬを注入し、凍結脱気法を使用して３サイクル繰り返して酸素を除去し、その後アルゴンガス雰囲気で反応物を９０℃に加熱し、撹拌しながら２４ｈ反応させた。冷却した後、反応混合物を水（５０ｍＬ）に注いで、ジクロロメタン（３×３０ｍＬ）で抽出した。有機相を合わせ、合わせた有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下で溶媒を除去した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、化合物Ｗを得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）δ８．８１（ｄｄ，Ｊ＝８．０，１．０Ｈｚ，２Ｈ），８．５８（ｓ，２Ｈ），８．５２（ｄｄ，Ｊ＝５．０，１．３Ｈｚ，２Ｈ），７．９０－７．８１（ｍ，１０Ｈ），７．５９－７．５２（ｍ，４Ｈ），７．５２－７．４５（ｍ，６Ｈ），７．４１（ｑｄ，Ｊ＝３．８，１．５Ｈｚ，６Ｈ），６．９３（ｄｄｄ，Ｊ＝８．０，５．１，１．１Ｈｚ，２Ｈ），１．５０（ｓ，９Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）δ１５６．７２，１５６．０７，１５５．７９，１５３．９３，１４９．４９，１４９．１４，１４２．５３，１４１．５３，１３８．７４，１３７．７１，１３６．５９，１３６．２３，１３５．６５，１３４．０１，１３１．１３，１３０．７２，１２９．９４，１２９．４８，１２８．９０， １２８．０９，１２７．９５，１２７．７９，１２７．２８，１２６．４３，１２６．４０，１２４．０２，１２１．３９，１１８．３６，８０．４３，２８．１６．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ５５Ｈ４４Ｎ５Ｏ２計算値は：８０７．３４［Ｍ－ＢＦ４ －＋Ｈ＋］であり；実験値は：８０７．３４であった。
５０ｍＬの反応フラスコにメタノール（１０ｍＬ）を加えて化合物Ｗ（２８２ｍｇ，０．３１６ｍｍｏｌ）を溶かし、塩化ルテニウム（３３ｍｇ，０．１５８ｍｍｏｌ）のメタノール溶液（１０ｍＬ）を滴下し、アルゴンガス雰囲気で撹拌し、還流で４ｈ反応させた。そして室温まで冷却し、沈殿物が完全に析出するまで過剰の飽和のヘキサフルオロリン酸アンモニウムのメタノール溶液を滴下してろ過し、得られた固体は蒸留水（２×１０ｍＬ）とジエチルエーテル（２×１０ｍＬ）でこの順にリンスした。粗生成物はアセトニトリルとアセトンの混合溶媒で再結晶し、赤色の固体である化合物Ｘを得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．７５（ｄｄ，Ｊ＝７．５，１．４Ｈｚ，４Ｈ），８．５９（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，８Ｈ），７．９０－７．８１（ｍ，２０Ｈ），７．５９－７．５２（ｍ，８Ｈ），７．５１－７．３７（ｍ，２５Ｈ），７．００（ｔｄ，Ｊ＝７．４，１．６Ｈｚ，４Ｈ），１．５０（ｓ，１８Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１５６．０７，１５４．６９，１５３．９３，１５１．９６，１５０．３３，１４９．９６，１４２．５３，１４１．５３，１３８．８０，１３８．７５，１３７．７１，１３６．２３，１３５．６５，１３４．０１，１３１．１３，１３０．７２，１２９．９４，１２９．６７，１２９．４８，１２８．９０，１２８．０９，１２７．９５，１２７．７９，１２７．２８，１２６．４３，１２６．４０，１２５．４８，１２４．０７，８０．４３，２８．１６．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ１１０Ｈ８８Ｎ１０Ｏ４Ｒｕ計算値は：１７１５．６１［Ｍ－２ＢＦ４ －－２ＰＦ６ －＋Ｈ＋］であり；実験値は：１７１５．６１であった。
化合物Ｑの代わりに、化合物Ｘ（０．２８３ｇ，０．１３ｍｍｏｌ）を使って実施例８の方法で反応させ、標的化合物１１を得て、化合物１１が赤色の固体であった。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．７５（ｄｄ，Ｊ＝７．５，１．６Ｈｚ，４Ｈ），８．６０－８．５６（ｍ，８Ｈ），７．９０－７．８１（ｍ，２０Ｈ），７．５８－７．５２（ｍ，４Ｈ），７．４８（ｓ，４Ｈ），７．４６－７．３７（ｍ，１６Ｈ），７．２１－７．１５（ｍ，４Ｈ），７．００（ｔｄ，Ｊ＝７．４，１．６Ｈｚ，４Ｈ），６．８１－６．７５（ｍ，４Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）δ１５６．０７，１５４．６９，１５１．９６，１５０．３３，１４９．９６，１４８．０３，１４２．５３，１４１．５３，１３８．８０，１３８．７４，１３６．２３，１３５．６５，１３４．０１，１３１．１３，１３０．７２，１２９．９４，１２９．６７，１２９．４８，１２８．９０，１２８．２２，１２８．０９，１２７．７９，１２７．２８，１２５．４８，１２５．３２，１２４．０７，１１５．０５．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ１００Ｈ７２Ｎ１０Ｒｕ計算値は：１５１５．５０［Ｍ－２ＢＦ４ －－２ＰＦ６ －＋Ｈ＋］であり；実験値は：１５１５．５０であった。
（２）化合物１１に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
実施例１におけるトランジスタの調製方法を参照し、グラフェンをゲート電極とし、厚さ５ｎｍの酸化ハフニウムを誘電体層とし、化合物１の代わりに化合物１１を使って強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し、ボトムゲート構造の化合物１１に基づく電界効果トランジスタを調製した。
実施例１２：化合物１２に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
（１）化合物１２の合成：
合成経路は以下のとおり：
Figure 0007083981000021
２５０ｍＬのシュレンク瓶に１，３－ジブロモ－５－ヨードベンゼン（１．０９２ｇ，３．０２ｍｍｏｌ）、４－（Ｂｏｃ－４－アミノ）フェニルボロン酸（４５５ｍｇ，３．３２ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（３４．９ｍｇ，３０．３μｍｏｌ）、無水炭酸カリウム（３．９３ｇ，２８．５ｍｍｏｌ）をこの順に加え、テトラヒドロフラン６０ｍＬと蒸留水１５ｍＬを注入し、凍結脱気法を使用して３サイクル繰り返して酸素を除去し、その後アルゴンガス雰囲気で反応物を９０℃に加熱し、撹拌しながら２４ｈ反応させた。冷却した後、反応混合物を水（２００ｍＬ）に注いで、ジクロロメタン（３×６０ｍＬ）で抽出した。有機相を合わせ、合わせた有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下で溶媒を除去した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、化合物Ｙを得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ７．７６（ｑ，Ｊ＝１．４Ｈｚ，３Ｈ），７．７２－７．６５（ｍ，２Ｈ），７．５６－７．５０（ｍ，２Ｈ），６．５７（ｓ， １Ｈ），１．５０（ｓ，９Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）δ１５３．９３，１４３．１９，１３７．７１，１３４．００，１２８．６６，１２７．９５，１２６．４２，１２３．４４，８０．４３，２８．１６．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ１７Ｈ１７Ｂｒ２ＮＯ２計算値は：４２５．９７［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：４２５．９７であった。
１００ｍＬのシュレンク瓶に化合物Ｙ（５２２ｍｇ，１．２３ｍｍｏｌ）、化合物Ｏ（４７７ｍｇ，１．３５ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（１４．６ｍｇ，１２．３μｍｏｌ）、無水炭酸カリウム（１．６０ｇ，１１．６ｍｍｏｌ）をこの順に加え、テトラヒドロフラン２５ｍＬと蒸留水５ｍＬを注入し、凍結脱気法を使用して３サイクル繰り返して酸素を除去し、その後アルゴンガス雰囲気で反応物を９０℃に加熱し、撹拌しながら２４ｈ反応させた。冷却した後、反応混合物を水（５０ｍＬ）に注いで、ジクロロメタン（３×３０ｍＬ）で抽出した。有機相を合わせ、合わせた有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下で溶媒を除去した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、化合物Ｚを得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．７０－８．４４（ｍ，１２Ｈ），８．３１（ｄｔ，Ｊ＝３．５，２．０Ｈｚ，２Ｈ），８．２３（ｔ，Ｊ＝２．０Ｈｚ，１Ｈ），８．１７（ｔ，Ｊ＝２．０Ｈｚ，１Ｈ），８．１２（ｔ，Ｊ＝１．９Ｈｚ，１Ｈ），７．８３－７．５９（ｍ，１１Ｈ），７．４８（ｔｄ，Ｊ＝８．０，１．３Ｈｚ，４Ｈ），６．９３（ｄｄｄ，Ｊ＝８．０，５．１，１．１Ｈｚ，４Ｈ），１．５０（ｓ，９Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）δ１５６．３８，１５５．７９，１５３．９３，１４９．１４，１４７．５６，１４１．７２，１４１．３７，１３８．８６，１３７．７１，１３６．５９，１３３．９９，１２９．３７，１２９．２７，１２９．１８，１２８．１６，１２７．９５，１２６．４２，１２４．０２，１２１．３９，１２０．０６，８０．４３，２８．１６．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ５９Ｈ４５Ｎ７Ｏ２計算値は：８８４．３５［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：８８４．３５であった。
５０ｍＬの反応フラスコにメタノール（１０ｍＬ）を加えて化合物Ｚ（２８０ｍｇ，０．３１６ｍｍｏｌ）を溶かし、塩化第一鉄（２１ｍｇ，０．１５８ｍｍｏｌ）のメタノール溶液（１０ｍＬ）を滴下し、アルゴンガス雰囲気で撹拌し、還流で４ｈ反応させた。そして室温まで冷却し、沈殿物が完全に析出するまで過剰の飽和のヘキサフルオロリン酸アンモニウムのメタノール溶液を滴下してろ過し、得られた固体は蒸留水（２×１０ｍＬ）とジエチルエーテル（２×１０ｍＬ）でこの順にリンスした。粗生成物はアセトニトリルとアセトンの混合溶媒で再結晶し、化合物Ｚ２を得て、紫色の固体であった。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．７５（ｄｄ，Ｊ＝７．５，１．４Ｈｚ，８Ｈ），８．５９（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，１５Ｈ），８．０４（ｓ，６Ｈ），７．９４（ｔ，Ｊ＝２．０Ｈｚ，４Ｈ），７．６６－７．４２（ｍ，２８Ｈ），１．５０（ｓ，１８Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１５５．１６，１５３．９３，１５２．３９，１５０．１０，１４９．６９，１４１．７２，１４１．３７，１３８．８６，１３８．６７，１３７．７１，１３３．９９，１２９．４５，１２９．３７，１２９．２７，１２９．１８，１２８．１６，１２７．９５，１２６．４２，１２５．０８，１２２．８２，８０．４３，２８．１６．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ１１８Ｈ９０Ｆｅ２Ｎ１４Ｏ４計算値は：１８７９．５８［Ｍ－２ＰＦ６ －＋Ｈ＋］であり；実験値は：１８７９．５８であった。
化合物Ｑの代わりに、化合物Ｚ２（０．２８２ｇ，０．１３ｍｍｏｌ）を使って実施例８の方法で反応させ、標的化合物１２を得て、化合物１２が紫色の固体であった。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．７５（ｄｄ，Ｊ＝７．５，１．６Ｈｚ，８Ｈ），８．６０－８．５６（ｍ，１５Ｈ），８．０４（ｓ，６Ｈ），７．９４（ｔ，Ｊ＝２．０Ｈｚ，４Ｈ），７．６６（ｄｄ，Ｊ＝８．０，６．７Ｈｚ，４Ｈ），７．５８（ｄｄ，Ｊ＝７．２，２．０Ｈｚ，８Ｈ），７．４３（ｔｄ，Ｊ＝７．４，１．６Ｈｚ，８Ｈ），７．２１－７．１５（ｍ，４Ｈ），７．００（ｔｄ，Ｊ＝７．４，１．６Ｈｚ，８Ｈ），６．８１－６．７５（ｍ，４Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）δ１５５．１６，１５２．３９，１５０．１０，１４９．６９，１４８．０３，１４１．７２，１４１．３７，１３８．８６，１３８．６７，１３１．３１，１２９．４５，１２９．３７，１２９．２７，１２９．１８，１２８．２７，１２８．１６，１２５．０８，１２２．８２，１１５．０５．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ１０８Ｈ７４Ｆｅ２Ｎ１４計算値は：１６７９．５０［Ｍ－２ＰＦ６ －＋Ｈ＋］であり；実験値は：１６７９．５０であった。
（２）化合物１２に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
実施例１におけるトランジスタの調製方法を参照し、グラフェンをゲート電極とし、厚さ５ｎｍの酸化ハフニウムを誘電体層とし、化合物１の代わりに化合物１２を使って強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し、ボトムゲート構造の化合物１２に基づく電界効果トランジスタを調製した。
実施例１３：化合物１３に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
（１）化合物１３の合成：
合成経路は以下のとおり：
Figure 0007083981000022
文献に記載される経路（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１０２，２７７－２８７；２０１５）で化合物Ｚ３を合成した。
文献に記載される経路（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，１３６（１０），３９７２－３９８０；２０１４）で化合物Ｚ４を合成した。
１００ｍＬのシュレンク瓶に化合物Ｚ３（０．２７９ｇ，１ｍｍｏｌ）と、化合物Ｚ４（０．８７８ｇ，２．４ｍｍｏｌ）と、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（８３ｍｇ，０．０７２ｍｍｏｌ）と、Ｋ２ＣＯ３（１．０ｇ，７．２ｍｍｏｌ）とを加え、ＴＨＦ／Ｈ２Ｏ（２０ｍＬ／４ｍＬ）を注入し、凍結脱気法を使用して３サイクル繰り返して酸素を除去した後、アルゴンガス雰囲気で反応物を９０℃に加熱し、撹拌しながら２４ｈ反応させた。冷却した後、反応混合物を水（５０ｍＬ）に注いで、ジクロロメタン（３×３０ｍＬ）で抽出した。合わせた有機層はＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、減圧下で溶媒を除去した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、黄色の固体である化合物Ｚ５を得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．１１－７．９６（ｍ，６Ｈ），７．９２－７．８０（ｍ，６Ｈ），７．８０－７．６１（ｍ，６Ｈ），３．９２（ｓ，４Ｈ），３．７５（ｓ，６Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１７２．６８，１３７．９５，１３３．７６，１３２．６８，１３１．３０，１２９．８９，１２９．０８，１２８．５１，１２８．０６，１２７．３５，１２７．０６，１２５．８９，１２３．７１，１２３．６４，５１．９７，４０．７７．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ３６Ｈ２８Ｏ４計算値は：５２５．２１［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：５２５．２１であった。
化合物Ｚ５（０．４８８ｇ，０．９３ｍｍｏｌ）を５ｍＬの濃度２８％アンモニア水溶液に加え、室温で撹拌しながら２４ｈ反応させた。その後、ジクロロメタン（３×１０ｍＬ）を使って抽出し、合わせた有機層は無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧下で溶媒を除去した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、黄色の固体である化合物Ｚ６を得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．１２－７．９６（ｍ，６Ｈ），７．９２－７．６７（ｍ，１２Ｈ），３．６３（ｓ，４Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１７２．５８，１３７．９５，１３５．０９，１３３．０６，１３１．３０，１３０．４０，１２８．５１，１２８．３５，１２８．０６，１２７．６７，１２５．８９，１２５．４９，１２３．７１，１２３．６４，４１．０７．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ３４Ｈ２６Ｎ２Ｏ２計算値は：４９５．２１［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：４９５．２１であった。
反応フラスコにＬｉＡｌＨ４（０．１５２ｇ，４ｍｍｏｌ）と無水ＴＨＦ（５ｍＬ）を加えた後、化合物Ｚ６（０．１９８ｇ，０．４ｍｍｏｌ）の無水ＴＨＦ（１ｍＬ）溶液を滴下し、そして還流で２４ｈ反応させた。その後、水を加えてクエンチし、ジクロロメタン（３×１０ｍＬ）を使って抽出し、合わせた有機層は無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧下で溶媒を除去した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、黄色の固体である化合物１３を得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．１１－７．９６（ｍ，６Ｈ），７．９２－７．８０（ｍ，６Ｈ），７．８０－７．６１（ｍ，６Ｈ），２．５３（ｓ，４Ｈ），１．２４（ｓ，４Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１３７．９５，１３３．７９，１３１．３０，１３０．１２，１２８．６４，１２８．５１，１２８．０６，１２６．３６，１２５．８９，１２５．４３，１２３．７１，１２３．６４，４３．７０，３９．１０．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ３４Ｈ３０Ｎ２計算値は：４６７．２５［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：４６７．２５であった。
（２）化合物１３に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
実施例１におけるトランジスタの調製方法を参照し、グラフェンをゲート電極とし、厚さ５ｎｍの酸化ハフニウムを誘電体層とし、化合物１の代わりに化合物１３を使って強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し、ボトムゲート構造の化合物１３に基づく電界効果トランジスタを調製した。
実施例１４：化合物１４に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
（１）化合物１４の合成：
合成経路は以下のとおり：
Figure 0007083981000023
文献に記載される経路（Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ－ａ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ，２００１，７（２２）：４８９４－４９０１）で化合物Ｚ７を合成した。
２５０ｍＬのシュレンク瓶に化合物Ｚ７（１．００ｇ，０．６９ｍｍｏｌ）と、ヨウ化銅（０．５７２ｇ，０．３０ｍｍｏｌ）と、テトラトリフェニルホスフィンパラジウム（０．１８２ｇ，０．１６ｍｍｏｌ）と、プロピオン酸メチル（０．０６０ｇ，０．７１ｍｍｏｌ）と、ピペリジン（６０ｍＬ）とを加えて、凍結脱気法を使用して３サイクル繰り返して酸素を除去した後、アルゴンガス雰囲気で反応物を８０℃に加熱し、撹拌しながら２４時間反応させた。冷却した後、反応混合物を水（５０ｍＬ）に注いで、ジクロロメタン（３×３０ｍＬ）で抽出した。合わせた有機層はＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、減圧下で溶媒を除去した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、黄色の固体である化合物Ｚ８を得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．４０（ｓ，２Ｈ），８．１３（ｓ，２Ｈ），８．０２（ｓ，２Ｈ），７．９９（ｓ，２Ｈ），７．９８（ｓ，２Ｈ），７．８６（ｓ，２Ｈ），３．７５（ｓ，３Ｈ），１．２６（ｍ，８８Ｈ），０．９２－０．８６（ｍ，１２Ｈ）１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１７３．４４，１３９．２９，１３９．１３，１３９．１０，１２９．８３，１２９．０２，１２８．９６，１２８．８１，１２８．４５，１２３．６０，１２３．２１，１２２．４８，１２２．２９，１２０．９２，１２０．６５，１２０．５３，１２０．４５，１１９．０８，１１８．９４，１１８．６８，１１８．１７，８９．８２，８２．４８，５１．０６，３７．２９，３７．２０，３４．０２，３２．４５，３２．３９，３２．０５，３１．９８，３０．３１，３０．２７，３０．１０，３０．０４，２９．９６，２９．８８，２９．５４，２９．４５，２９．４１，２５．０９，２２．８８，２０．１５，１４．１９．
ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ９４Ｈ１１５ＢｒＯ２計算値は：１３５５．８１［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：１３５５．８１であった。
２５０ｍＬのシュレンク瓶に化合物Ｚ８（１．１０ｇ，０．８１ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコラート）ジボロン（０．１２４ｇ，０．４９ｍｍｏｌ）、テトラトリフェニルホスフィンパラジウム（０．０３８ｇ，０．０３ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム（０．４０ｇ，４．０７ｍｍｏｌ）をこの順で加えて、その後Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド５０ｍＬを注入し、凍結脱気法を使用して３サイクル繰り返して酸素を除去した後、アルゴンガス雰囲気で反応物を９０℃に加熱し、撹拌しながら１０時間反応させた。冷却した後、反応混合物を水（５０ｍＬ）に注ぎ、ジクロロメタン（３×３０ｍＬ）で抽出し、有機相に対して水洗浄（３×３０ｍＬ）と飽和塩化ナトリウム溶液洗浄（３０ｍＬ）をこの順にして、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。減圧下で溶媒を除去し、粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、黄色の固体である化合物Ｚ９を得た。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．５０（ｓ，４Ｈ），８．２３（ｓ，４Ｈ），８．１８（ｓ，４Ｈ），８．０９（ｓ，４Ｈ），７．９８（ｓ，４Ｈ），７．８８（ｓ，４Ｈ），３．７５（ｓ，６Ｈ），１．２６（ｍ，１７６Ｈ），０．９２－０．８６（ｍ，２４Ｈ）．
１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１７５．４９，１４９．４５，１３９．９３，１３８．１０，１２９．８１，１２９．０２，１２８．９６，１２８．８１，１２８．４５，１２４．６０，１２４．２１，１２４．４８，１２３．３９，１２１．９２，１２１．６５，１２１．５３，１２０．４５，１１９．２８，１１８．９４，１１８．６８，１１８．２７，８９．８７，８２．５８，５１．０６，３７．２９，３７．２０，３４．０２，３２．４５，３２．３９，３２．０５，３１．９８，３０．３１，３０．２７，３０．１０，３０．０４，２９．９６，２９．８８，２９．５４，２９．４５，２９．４１，２５．０９，２２．８８，２０．１５，１４．１９．
ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ１８８Ｈ２３０Ｏ４計算値は：２５５２．７８［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：２５５２．７８であった。
化合物Ｚ９（６６３ｍｇ，０．２６ｍｍｏｌ）をＴＨＦ（２００ｍＬ）に溶かした後、Ｐｄ／Ｃ（１０％，２８５ｍｇ）を加え、室温でＨ２（１ｂａｒ）を供給し、撹拌しながら１６ｈ反応させた。触媒をろ過した後、減圧で溶媒を除去し、粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、黄色の固体である化合物Ｚ１０を得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．５０（ｓ，４Ｈ），８．２３（ｓ，４Ｈ），８．１８（ｓ，４Ｈ），８．０９（ｓ，４Ｈ），７．９８（ｓ，４Ｈ），７．８８（ｓ，４Ｈ），３．７５（ｓ，６Ｈ），１．２６（ｍ，１８０Ｈ），２．２８（ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，４Ｈ），０．９２－０．８６（ｍ，２４Ｈ）．
１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１７３．５３，１３９．４２，１２９．３６，１２２．９１，１２０．７８，１１９．１５，５２．１５，３７．２９，３３．９９，３２．５１，３２．３７，３２．０４，３０．２１，３０．０５，３０．０１，２９．９３，２９．８５，２９．７６，２９．５３，２９．４８，２９．３１，２５．０２，２２．８６，１４．１８．
ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ１８８Ｈ２３８Ｏ４計算値は：２５６０．８４［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：２５６０．８４であった。
化合物Ｚ１０（０．５８９ｇ，０．２３ｍｍｏｌ）を５ｍＬの濃度２８％アンモニア水溶液に加え、室温で撹拌しながら２４ｈ反応させた。その後、ジクロロメタン（３×１０ｍＬ）を使って抽出し、合わせた有機層は無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧下で溶媒を除去した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、黄色の固体である化合物Ｚ１１を得た。１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．５０（ｓ，４Ｈ），８．２３（ｓ，４Ｈ），８．１８（ｓ，４Ｈ），８．０７（ｓ，４Ｈ），７．９６（ｓ，４Ｈ），７．８６（ｓ，４Ｈ），１．２６（ｍ，１８０Ｈ），２．２８（ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，４Ｈ），０．９２－０．８６（ｍ，２４Ｈ）１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１７３．５３，１３９．４２，１２９．３６，１２２．９１，１２０．７８，１１９．１５，５１．０５，３７．２９，３３．９９，３２．５１，３２．３７，３２．０４，３０．２１，３０．０５，３０．０１，２９．９３，２９．８５，２９．７６，２９．５３，２９．４８，２９．３１，２５．０２，２２．８６，１４．１８．
ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ１８６Ｈ２３６Ｎ２Ｏ２計算値は：２５３０．８５［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：２５３０．８５であった。
反応フラスコにＬｉＡｌＨ４（０．１５２ｇ，４ｍｍｏｌ）と無水ＴＨＦ（５０ｍＬ）を加えた後、化合物Ｚ１１（０．５０６ｇ，０．２０ｍｍｏｌ）の無水ＴＨＦ（５０ｍＬ）溶液を滴下し、そして還流で２４ｈ反応させた。その後、水を加えてクエンチし、ジクロロメタン（３×３０ｍＬ）を使って抽出し、合わせた有機層は無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧下で溶媒を除去した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより解析して精製し、黄色の固体である化合物１４を得た。
１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ８．５０（ｓ，４Ｈ），８．２３（ｓ，４Ｈ），８．１８（ｓ，４Ｈ），８．０７（ｓ，４Ｈ），７．９６（ｓ，４Ｈ），７．８６（ｓ，４Ｈ），１．２６（ｍ，１９２Ｈ），０．９２－０．８６（ｍ，２４Ｈ）１３Ｃ ＮＭＲ（１００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，２９８Ｋ）：δ１７３．５３，１３９．４２，１２９．３６，１２２．９１，１２０．７８，１１９．１５，５４．０５，４８．６７，３８．２９，３３．８９，３２．５１，３２．３５，３１．８４，３０．６１，３０．０５，３０．０１，２９．９３，２９．８５，２９．７６，２９．５３，２９．４８，２９．３１，２５．０１，２２．８４，１４．１９．ＨＲＭＳ（ＴＯＦ－ＥＳＩ＋）（ｍ／ｚ）：Ｃ１８６Ｈ２４０Ｎ２計算値は：２５０２．８９［Ｍ＋Ｈ＋］であり；実験値は：２５０２．８９であった。
（２）化合物１４に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
実施例１におけるトランジスタの調製方法を参照し、グラフェンをゲート電極とし、厚さ５ｎｍの酸化ハフニウムを誘電体層とし、化合物１の代わりに化合物１４を使って強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し、ボトムゲート構造の化合物１４に基づく電界効果トランジスタを調製した。
実施例１５化合物１に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
グラフェンをゲート電極とし、厚さ５ｎｍの酸化ジルコニウムを誘電体層とし、ボトムゲート構造の電界効果トランジスタを構築し：
まず、実施例１で記載された方法でシリコンウエーハー上にボトムゲートを形成し；
電子線蒸着の方法を採用してボトムゲート上に５ｎｍの酸化ジルコニウム層を蒸着し；
実施例１で記載された方法で誘電体層上に強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し、単一分子電界効果トランジスタデバイスを得た。
実施例１６化合物１に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
グラフェンをゲート電極とし、厚さ５ｎｍの酸化チタンを誘電体層とし、ボトムゲート構造の電界効果トランジスタを構築し：
まず、実施例１で記載された方法でシリコンウエーハー上にボトムゲートを形成し；
電子線蒸着の方法を採用してボトムゲート上に５ｎｍの酸化チタン層を蒸着し；
実施例１で記載された方法で誘電体層上に強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し、単一分子電界効果トランジスタデバイスを得た。
実施例１７化合物１に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
アルミニウムをゲート電極とし、厚さ５ｎｍの酸化アルミニウムを誘電体層とし、ボトムゲート構造の電界効果トランジスタを構築し：
まず、電子線蒸着の方法によりシリコンウエーハー上に３５ｎｍのアルミニウム層を蒸着し；そして１８０℃で１時間加熱し、５ｎｍの酸化アルミニウム層を調製した。
実施例１で記載された方法で誘電体層上に強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し、単一分子電界効果トランジスタデバイスを得た。
実施例１８化合物１に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
アルミニウムをゲート電極とし、厚さ３ｎｍの酸化アルミニウムと２ｎｍの酸化ハフニウムを誘電体層とし、ボトムゲート構造の電界効果トランジスタを構築し：
まず、電子線蒸着の方法によりシリコンウエーハー上に３５ｎｍのアルミニウム層を蒸着し；そして大気中で２４時間放置し、自然酸化により３ｎｍの酸化アルミニウム層を得て、更に原子層で２ｎｍの酸化ハフニウム層を成長させた。
実施例１で記載された方法で酸化ハフニウム層上に強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し、単一分子電界効果トランジスタデバイスを得た。
実施例１９化合物１に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
実施例１９と実施例１５の違いは、酸化ジルコニウムの厚さが３ｎｍであることであった。
実施例２０化合物１に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
実施例２０と実施例１５の違いは、酸化ジルコニウムの厚さが１０ｎｍであることであった。
実施例２１化合物２に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
グラフェンをゲート電極とし、厚さ５ｎｍの酸化ハフニウムを誘電体層とし、トップゲート構造の電界効果トランジスタを構築し：
実施例１で記載された方法を参照して、３００ｎｍの酸化層を有するシリコンウエーハー上に強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合を構築し；
別のシリコンウエーハー上にソルゲル法で厚さ５ｎｍの酸化ハフニウム層を調製し、次に上に化学気相蒸着法で成長させたグラフェンを移し、更に上にＰＭＭＡをスピンコートし、最後にフッ化水素酸を使ってシリコンウエーハーをエッチングし、酸化ハフニウム／グラフェン／ＰＭＭＡフィルムを脱イオン水とイソプロパノールでそれぞれ三回リンスした後、分子ヘテロ接合に設置し、化合物２に基づくトップゲート構造の単一分子電界効果トランジスタデバイスを得た。
実施例２２化合物２に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
実施例２２と実施例２１の違い：電子線蒸着の方法で調製した５ｎｍの酸化ジルコニウム層を誘電体層とした。
実施例２３化合物２に基づく単一分子電界効果トランジスタの調製
実施例２３と実施例２１の違い：電子線蒸着の方法で調製した５ｎｍの酸化チタン層を誘電体層とした。
単一分子電界効果トランジスタの性能試験実施例
実施例２４
Ａｇｉｌｅｎｔ ４１５５Ｃ半導体試験機とＫａｒｌ Ｓｕｓｓ（ＰＭ５）マニュアルプローブステーションを使って、実施例１～７で調製した単一分子電界効果トランジスタに対して性能試験をした。
室温、大気条件で、ゲート電圧は、－２Ｖ～＋２Ｖの範囲内で変化した。固定のあるゲート電圧で、ソース－ドレインバイアス電圧（－１Ｖ～＋１Ｖ）を印加し、上述単一分子電界効果トランジスタのゲート電圧によってコントロールされたＩ－Ｖ特性曲線（図３～９に示すとおり）を測定した、図３～９から実施例１～７で調製された単一分子電界効果トランジスタはゲート電圧に伴って変化する伝導特性を示したことが分かり；具体的には、ゲート電圧が異なる場合のＩ－Ｖ曲線も明らかに違い、ゲート電圧が負から正に変化すると、伝導特性は徐々に低下することによって大幅に変化し；これは実施例１～７で調製された単一分子電界効果トランジスタが効率的なゲート制御特性を有することを示し；同時に、本願で提供される単一分子電界効果トランジスタは工業用トランジスタの特性を確実に実現し、幅広い用途の見込みを有することが十分に証明した。
なお、上述試験のゲート電圧の範囲は－２Ｖ～＋２Ｖであるが、－４Ｖ～＋４Ｖのゲート電圧範囲内で同様に図３～９に類似したＩ－Ｖ特性曲線を得られ、同様にゲート電圧の変化に伴って変化する伝導特性を示したことは実験により証明された。
なお、実施例８～２３で調製された単一分子電界効果トランジスタも実施例１～７で調製された単一分子電界効果トランジスタと類似したＩ－Ｖ特性曲線を得られるため、実施例１～７で調製された単一分子電界効果トランジスタと同じの効果を有する。
性能試験実験の分析から、分極率が２Ｃ・ｍ２／Ｖより大きい基を含有する強分極分子は、分子の電子雲が豊かであり、電圧を印加すると分極しやすくて、更に分子軌道のエネルギーレベルを比較的に大きく移動させるため、単一分子電界効果トランジスタのゲート制御をより容易に効果的に実現する。
なお、本明細書に引用された文献について、その全内容は引用により、本願に組み込まれるため、本明細書は余分な記載はしない。
上述実施例は本願の実質的な内容を説明することを意図したものであり、本願の保護の範囲はそれらにより限定するものではない。当業者は、本願の技術案の実質と保護範囲を脱離しないように本願の技術案を修正または同等に変更できることを理解するべきである。

Claims (18)

  1. 一般式（Ｉ）で表される強分極分子であって、
    Figure 0007083981000024
    ここで、Ａは下記一般式から選ばれる、分極率が２Ｃ・ｍ２／Ｖより大きい基を表し；
    Figure 0007083981000025
    Figure 0007083981000026
    Ｒ１、Ｒ２ 、Ｒ ３ 、Ｒ ４ 、Ｒ ５ 、Ｒ ６ 、Ｒ ７ 、Ｒ ８ 、Ｒ ９ 、Ｒ １０ 、Ｒ １１ およびＲ １２ は、それぞれ、水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、Ｃ１～１２アルキル、Ｃ１～１２アルコキシ基、ハロゲン化Ｃ１～１２アルキル基、ハロゲン化Ｃ１～１２アルコキシ基、ヒドロキシル基Ｃ１～１２アルキル基、ヒドロキシル基Ｃ１～１２アルコキシ基またはＣ１～１２アルキルアミノ基のうちのいずれか一つを表し；
    ｘ１、ｘ２は、それぞれ０または正整数を表し、０≦ｘ１≦３，０≦ｘ２≦３を表し；
    ｙ１、ｙ２は、それぞれ０または正整数を表し、０≦ｙ１≦２，０≦ｙ２≦２を表し；
    Ｍ １ 、Ｍ ２ 、Ｍ ３ 、Ｍ ４ 、Ｍ ５ およびＭ ６ は、それぞれ、錯体の中心原子または中心イオンを表し、Ｍ １ 、Ｍ ２ 、Ｍ ３ 、Ｍ ４ 、Ｍ ５ およびＭ ６ はそれぞれＲｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、またはそれらのカチオンからなる群から選ばれ；
    ｎ １ 、ｎ ３ 、ｎ ４ 、ｎ ５ 、ｎ ６ 、ｎ ７ 、ｎ ８ 、ｎ ９ 、ｎ １０ 、ｎ １１ 、ｎ １２ 、ｎ １３ 、ｎ １４ 、ｎ １５ 、ｎ １６ およびｎ １７ は、それぞれ、３以下の正整数を表し、ｎ ２ は２または３である、強分極分子。
  2. 前記強分極分子は、下記一般式のうちのいずれか一つを有し、
    Figure 0007083981000027
    Figure 0007083981000028
    Figure 0007083981000029
    ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、ｎ２、ｎ６、ｎ７、ｎ８、ｎ９、ｎ１０、ｎ１１、ｎ１２、ｎ１３、ｎ１４、ｎ１５、ｎ１６、ｎ１７、ｘ１、ｘ２、ｙ１、ｙ２は、請求項１に記載のものと同じである、請求項１に記載の強分極分子。
  3. 前記強分極分子は、下記構造式のいずれか一つを有する、
    Figure 0007083981000030
    Figure 0007083981000031
    Figure 0007083981000032
    、請求項１または２に記載の強分極分子。
  4. ナノギャップを有する二次元単層グラフェンのギャップに対して、アミド共有結合を介して連結された一般式（Ｉ）で表される強分極分子を含み、
    Figure 0007083981000033
    ここで、Ａは分極率が２Ｃ・ｍ ２ ／Ｖより大きい基を表し；
    Ｒ １ 、Ｒ ２ は、それぞれ、水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、Ｃ １～１２ アルキル、Ｃ １～１２ アルコキシ基、ハロゲン化Ｃ １～１２ アルキル基、ハロゲン化Ｃ １～１２ アルコキシ基、ヒドロキシル基Ｃ １～１２ アルキル基、ヒドロキシル基Ｃ １～１２ アルコキシ基またはＣ １～１２ アルキルアミノ基のうちのいずれか一つを表し；
    ｘ １ 、ｘ ２ は、それぞれ０または正整数を表し、０≦ｘ １ ≦３，０≦ｘ ２ ≦３を表し；
    ｙ １ 、ｙ ２ は、それぞれ０または正整数を表し、０≦ｙ １ ≦２，０≦ｙ ２ ≦２を表す、強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合。
  5. Ａは、下記を表し、
    Figure 0007083981000034
    Figure 0007083981000035
    ここで、Ｒ ３ 、Ｒ ４ 、Ｒ ５ 、Ｒ ６ 、Ｒ ７ 、Ｒ ８ 、Ｒ ９ 、Ｒ １０ 、Ｒ １１ およびＲ １２ は、それぞれ、水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、Ｃ １～１２ アルキル基、Ｃ １～１２ アルコキシ基、ハロゲン化Ｃ １～１２ アルキル基、ハロゲン化Ｃ １～１２ アルコキシ基、ヒドロキシル基Ｃ １～１２ アルキル基、ヒドロキシル基Ｃ １～１２ アルコキシ基またはＣ １～１２ アルキルアミノ基のうちのいずれか一つを表し；
    Ｍ １ 、Ｍ ２ 、Ｍ ３ 、Ｍ ４ 、Ｍ ５ およびＭ ６ は、それぞれ、錯体の中心原子または中心イオンを表し、Ｍ １ 、Ｍ ２ 、Ｍ ３ 、Ｍ ４ 、Ｍ ５ およびＭ ６ はそれぞれＲｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、またはそれらのカチオンからなる群から選ばれ；
    ｎ １ 、ｎ ２ 、ｎ ３ 、ｎ ４ 、ｎ ５ 、ｎ ６ 、ｎ ７ 、ｎ ８ 、ｎ ９ 、ｎ １０ 、ｎ １１ 、ｎ １２ 、ｎ １３ 、ｎ １４ 、ｎ １５ 、ｎ １６ およびｎ １７ は、それぞれ、３以下の正整数を表す、請求項４に記載の強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合。
  6. 前記強分極分子は、下記一般式のうちのいずれか一つを有し、
    Figure 0007083981000036
    Figure 0007083981000037
    Figure 0007083981000038
    ここで、Ｒ １ 、Ｒ ２ 、Ｒ ３ 、Ｒ ４ 、Ｒ ５ 、Ｒ ６ 、Ｒ ７ 、Ｒ ８ 、Ｒ ９ 、Ｒ １０ 、Ｒ １１ 、Ｒ １２ 、Ｍ １ 、Ｍ ２ 、Ｍ ３ 、Ｍ ４ 、Ｍ ５ 、Ｍ ６ 、ｎ ２ 、ｎ ６ 、ｎ ７ 、ｎ ８ 、ｎ ９ 、ｎ １０ 、ｎ １１ 、ｎ １２ 、ｎ １３ 、ｎ １４ 、ｎ １５ 、ｎ １６ 、ｎ １７ 、ｘ １ 、ｘ ２ 、ｙ １ 、ｙ ２ は、請求項４および請求項５に記載のものと同じである、請求項４または５に記載の強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合。
  7. 前記強分極分子は、下記構造式のいずれか一つを有する、
    Figure 0007083981000039
    Figure 0007083981000040
    Figure 0007083981000041
    、請求項４～６のいずれか一項に記載の強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合。
  8. 前述ナノギャップを有する二次元単層グラフェンがナノギャップアレイを有する二次元単層グラフェンである、請求項４に記載の強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合。
  9. 基板と、ゲート電極と、誘電体層と、請求項４～８のいずれか一項に記載の強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合とを含み、前述誘電体層が前述ゲート電極と前述強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合の間に位置する、単一分子電界効果トランジスタ。
  10. 前述ゲート電極の材料はグラフェンまたは金属アルミニウムからなる群から選ばれる一つである、請求項９に記載の単一分子電界効果トランジスタ。
  11. 前述誘電体層の材料は酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化アルミニウムからなる群から選ばれる一つまたはそれらの組み合わせである、請求項９または１０に記載の単一分子電界効果トランジスタ。
  12. 前述誘電体層が酸化ハフニウム層で、前述ゲート電極がグラフェン層であり；または
    前述誘電体層が酸化ジルコニウム層で、前述ゲート電極がグラフェン層であり；または
    前述誘電体層が酸化チタン層で、前述ゲート電極がグラフェン層であり；または
    前述誘電体層が酸化アルミニウム層で、前述ゲート電極が金属アルミニウム層であり；または
    前述誘電体層が酸化アルミニウムと酸化ハフニウムの複合層で、前述ゲート電極が金属アルミニウム層である、
    請求項９～１１のいずれか一項に記載の単一分子電界効果トランジスタ。
  13. 前述基板が酸化ケイ素層を有するシリコンウエーハーであり；前述酸化ケイ素層の厚さが、２００～４００ｎｍである、請求項９～１２のいずれか一項に記載の単一分子電界効果トランジスタ。
  14. 誘電体層の厚さが３～１０ｎｍである、請求項９～１３のいずれか一項に記載の単一分子電界効果トランジスタ。
  15. 誘電体層の厚さが４～７ｎｍである、請求項９～１４のいずれか一項に記載の単一分子電界効果トランジスタ。
  16. 前述ゲート電極が前述基板に設置され、前述誘電体層が前述ゲート電極に設置され、前述強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合が前述誘電体層に設置される；または
    前述強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合が前述基板に設置され、前述誘電体層が前述強分極分子－グラフェン分子ヘテロ接合に設置され、前述ゲート電極が前述誘電体層に設置される、
    請求項９～１５のいずれか一項に記載の単一分子電界効果トランジスタ。
  17. 請求項９～１６のいずれか一項に記載の単一分子電界効果トランジスタを含む、分子スイッチ。
  18. 請求項９～１６のいずれか一項に記載の単一分子電界効果トランジスタを含む、半導体チップ。
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