(57)【要約】本発明は、情報通信分野における演算装置、ディスプレー、メモリ等の各種機器の微細化・精密化に応用可能な金属錯体集積構造物、該金属錯体集積構造物の好適な原料物質となり得る新規な多座配位子等を提供することを目的とする。本発明は、イミン、アミド及びアミノ基の少なくともいずれかの窒素含有基を４つ含み、該４つの窒素含有基における各窒素を配位原子として同一平面上に有する４座の平面配位部位を同一平面上に少なくとも２つ有する多座配位子である。また、金属錯体が集積してなる金属錯体鎖と、ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子を含む導電性ワイヤーとを、前記金属錯体と、前記ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子とが互いに相互作用可能な位置に配されるように交差させてなり、二次元及び三次元のいずれかの構造を有することを特徴とする金属錯体集積構造物である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イミン、アミド及びアミノ基の少なくともいずれかの窒素含有基を４つ含み、該４つの窒素含有基における各窒素を配位原子として同一平面上に有してなる４座の平面配位部位を同一平面上に少なくとも２つ有することを特徴とする多座配位子。
【請求項２】
４座の平面配位部位を芳香環を介して同一平面上に２つ有してなる請求の範囲第１項に記載の多座配位子。
【請求項３】
４つの窒素含有基の内の２つにおける各窒素が、芳香環に結合した請求の範囲第２項に記載の多座配位子。
【請求項４】
芳香環が、ベンゼン環及びピラジン環の少なくともいずれかである請求の範囲第２項から第３項のいずれかに記載の多座配位子。
【請求項５】
４つの窒素含有基が互いに連結してマクロサイクルを形成した請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載の多座配位子。
【請求項６】
４つの窒素含有基の２つにおける各窒素が、ベンゼン環に結合した請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載の多座配位子。
【請求項７】
４つの窒素含有基の２つにおける各窒素が、ピリジン環における窒素である請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載の多座配位子。
【請求項８】
４つの窒素含有基の２つにおける各窒素が、芳香環に結合したアミノ基を一端に有する炭素鎖に結合した請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載の多座配位子。
【請求項９】
下記式（１）〜式（８）の少なくともいずれかで表される請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載の多座配位子。
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但し、式（１）〜式（８）において、各Ｒは、同一であってもよいし、異なっていてもよく、水素原子又は置換基を表す。Ｘは、炭素及び窒素の少なくともいずれか又はそれを含む基を表す。
【請求項１０】
下記式（９）〜式（１４）の少なくともいずれかで表される請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載の多座配位子。
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但し、式（９）〜式（１４）において、各Ｒは、同一であってもよいし、異なっていてもよく、水素原子又は置換基を表す。Ｘは、炭素及び窒素の少なくともいずれか又はそれを含む基を表す。
【請求項１１】
Ｒで表される置換基が、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシル基、チオール基及びアミノ基の少なくともいずれかである請求の範囲第９項から第１０項のいずれかに記載の多座配位子。
【請求項１２】
請求の範囲第１項から第１１項のいずれかに記載の多座配位子と、中心金属イオンとを有することを特徴とする複核金属錯体。
【請求項１３】
中心金属イオンが、平面４配位構造をとる遷移金属イオンである請求の範囲第１２項に記載の複核金属錯体。
【請求項１４】
遷移金属イオンが、Ｎｉ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩＩ）、Ｃｕ（ＩＩ）、Ｚｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｃｒ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｐｄ（ＩＩ）、Ｐｔ（ＩＩ）、Ｒｕ（ＩＩ）、Ｒｈ（ＩＩ）、Ａｇ（ＩＩ）及びＡｕ（ＩＩＩ）の少なくともいずれかのイオンである請求の範囲第１３項に記載の複核金属錯体。
【請求項１５】
請求の範囲第１２項から第１４項のいずれかに記載の複核金属錯体を、架橋配位子を介して集積してなり、梯子型構造を有することを特徴とする金属錯体鎖。
【請求項１６】
架橋配位子、ハロゲンイオンと、ピラジン、ピピリジン及びその類縁化合物との少なくともいずれかである請求の範囲第１５項に記載の金属錯体鎖。
【請求項１７】
複核金属錯体における中心金属イオンが不対電子を有し、該不対電子におけるスピンが架橋配位子を介して反平行に配列した請求の範囲第１５項から第１６項のいずれかに記載の金属錯体鎖。
【請求項１８】
集積された複核金属錯体間に、ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示すπ共役系平面型分子が存在する請求の範囲第１５項から第１７項のいずれかに記載の金属錯体鎖。
【請求項１９】
複核金属錯体とπ共役系平面型分子とが物理的に交互に配列した交互積層構造を有し、前記複核金属錯体と前記π共役系平面型分子との積層によって形成される金属錯体とπ電子カラムとが電子的に並行に配置された分離積層構造である請求の範囲第１８項に記載の金属錯体鎖。
【請求項２０】
複核金属錯体における多座配位子が、式（１）、式（２）、式（５）及び式（７）並びに式（９）から式（１４）の少なくともいずれかで表され、該多座配位子における、芳香環の近くに位置するカルボニル基が、π共役系平面型分子と相互作用可能である請求の範囲第１８項から第１９項のいずれかに記載の金属錯体鎖。
【請求項２１】
複核金属錯体における多座配位子が、式（３）、式（４）、式（６）及び式（８）の少なくともいずれかで表され、該多座配位子における、芳香環の近くに位置する置換基Ｒが、π共役系平面型分子と相互作用可能である請求の範囲第１８項から第１９項のいずれかに記載の金属錯体鎖。
【請求項２２】
金属錯体が集積してなる金属錯体鎖と、ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子を含む導電性ワイヤーとを、前記金属錯体と、前記ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子とが互いに相互作用可能な位置に配されるように交差させてなり、二次元及び三次元のいずれかの構造を有することを特徴とする金属錯体集積構造物。
【請求項２３】
相互作用が、キャリア（電子及び正孔の少なくともいずれか）の供与及び受容の少なくともいずれかである請求の範囲第２２項に記載の金属錯体集積構造物。
【請求項２４】
金属錯体鎖が、一次元鎖及び請求の範囲第１５項から第２１項のいずれかに記載の金属錯体鎖の少なくともいずれかである請求の範囲第２２項から第２３項のいずれかに記載の金属錯体集積構造物。
【請求項２５】
一次元鎖が、ハロゲン架橋ビス（シクロヘキサンジアミナト）ニッケル錯体及びハロゲン架橋ビス（エチレンジアミナト）パラジウム錯体の少なくともいずれかを含む請求の範囲第２４項に記載の金属錯体集積構造物。
【請求項２６】
金属錯体鎖が、スピンラダー系梯子型鎖であって、架橋配位子の超交換相互作用により、該金属錯体鎖方向及び該方向と略直交方向の少なくともいずれかの方向に反強磁性的な相互作用を有する請求の範囲第２４項から第２５項のいずれかに記載の金属錯体集積構造物。
【請求項２７】
金属錯体鎖が、ハロゲン、ピラジン、ビピリジン及びその類縁化合物から選択される架橋配位子を介して集積してなる請求の範囲第２２項から第２６項のいずれかに記載の金属錯体集積構造物。
【請求項２８】
金属錯体が、中心金属イオンと配位子とを有する請求の範囲第２２項から第２７項のいずれかに記載の金属錯体集積構造物。
【請求項２９】
中心金属イオンが、電子相関の大きい金属のイオンである請求の範囲第２８項に記載の金属錯体集積構造物。
【請求項３０】
中心金属イオンが、ニッケル、銅、亜鉛、白金及びパラジウムの少なくともいずれかのイオンである請求の範囲第２８項から第２９項のいずれかに記載の金属錯体集積構造物。
【請求項３１】
配位子が、平面型金属錯体を形成可能な構造を有する請求の範囲第２８項から第３０項のいずれかに記載の金属錯体集積構造物。
【請求項３２】
配位子が、エチレンジアミン、シクロヘキサンジアミン及びグリオキシムから選択される請求の範囲第２８項から第３１項のいずれかに記載の金属錯体集積構造物。
【請求項３３】
金属錯体鎖方向における電気伝導性が、導電性ワイヤーからのキャリア（電子及び正孔の少なくともいずれか）の導入により、絶縁性から金属特性乃至超伝導特性へと転移する請求の範囲第２２項から第３２項のいずれかに記載の金属錯体集積構造物。
【請求項３４】
金属錯体鎖と導電性ワイヤーとの交差角が略９０度である請求の範囲第２２項から第３３項のいずれかに記載の金属錯体集積構造物。
【請求項３５】
導電性ワイヤーが、ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子が複数互いに電子伝達可能に連結されてなる請求の範囲第２２項から第３４項のいずれかに記載の金属錯体集積構造物。
【請求項３６】
複核金属錯体とπ共役系平面型分子と交互に連結した一次元鎖である金属錯体鎖を互いに直交させて集積させてなり、互いに隣接して配置された、一の金属錯体鎖に複核金属錯体と他の金属錯体鎖におけるπ共役系平面型分子とが相互作用可能であり、二次元及び三次元のいずれかの構造を有することを特徴とする金属錯体集積構造物。
【請求項３７】
金属錯体鎖が互いに同一である請求の範囲第３６項に記載の金属錯体集積構造物。
【請求項３８】
分子素子として用いられる請求の範囲第２２項から第３７項のいずれかに記載の金属錯体集積構造物。
【請求項３９】
隣接する金属錯体鎖間に導電性パスが形成された三次元ネットワーク構造を有し、マトリクス回路として用いられる請求の範囲第２２項から第３８項のいずれかに記載の金属錯体集積構造物。
【請求項４０】
導電性パスが、隣接する金属錯体鎖間の相互作用により形成された請求の範囲第３９項に記載の金属錯体集積構造物。
【請求項４１】
相互作用が水素結合による請求の範囲第４０項に記載の金属錯体集積構造物。
【請求項４２】
電子状態の変化乃至それに伴う発光、記憶、構造変化、及び演算の少なくともいずれかの機能を分子単位で制御可能な分子機能デバイスとして用いられる請求の範囲第２２項から第４１項のいずれかに記載の金属錯体集積構造物。
【請求項４３】
分子機能デバイスが、互いに機能の異なる層が積層されてなる請求の範囲第４２項に記載の金属錯体集積構造物。
【請求項４４】
ＡＮＤ回路及びＯＲ回路のいずれかの論理回路として用いられる請求の範囲第２２項から第４３項のいずれかに記載の金属錯体集積構造物。
【請求項４５】
金属錯体鎖が、該金属錯体鎖と相互作用可能な機能性分子を末端に有してなる請求の範囲第２２項から第４４項のいずれかに記載の金属錯体集積構造物。
【請求項４６】
金属錯体鎖が末端にアルキル基を有し、該アルキル基にフラーレンを捕捉させてなる請求の範囲第２２項から第４５項のいずれかに記載の金属錯体集積構造物。
【請求項４７】
ハロゲンイオンを架橋配位子とする複核金属錯体と、２箇所以上がハロゲン化されたπ共役系平面型分子とを電解反応させることを特徴とする金属錯体集積構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、超高密度、超高速で作動可能なナノスケールのデバイス、例えば分子素子、マトリクス回路、分子機能デバイス、論理回路等の構築に好適であり、情報通信分野における演算装置、ディスプレー、メモリ等の各種素子・機器の微細化・精密化に応用可能な金属錯体集積構造物及びその製造方法、並びに、該金属錯体集積構造物に好適な多座配位子、該多座配位子を用いた複核金属錯体及び金属錯体鎖に関する。
背景技術
近年の情報通信分野、コンピュータ分野等における技術は、半導体素子を用いた電子回路によって支えられている。この半導体素子については、従来より、基板上にプリントする配線の線幅を微細化し、集積度を上げることにより処理能力を高める研究が行われてきた。
しかし、このような微細化の技術は量子論的な影響により限界があるため、近年では、全く新しい技術として、分子乃至分子集合体をデバイスとして機能させる分子素子が研究されるようになってきている。
前記分子素子の駆動原理・モデルに関しては、いくつかの提案がなされている。
Ｂａｔｌｏｇｇ等は、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）の技術を用いることにより、有機物結晶等において伝導性乃至超伝導の特性が発現するとの知見を得た（非特許文献１参照）。この特性は、フラーレンや金属錯体においても見出されており、電場によるキャリアドーピングで、種々の化合物分子にスイッチングの機能を付与し得るものとして注目されている。
また、和田等は、単分子素子の可能性として、フラーレンを量子ドットとして具備した分子単電子トランジスタのモデルを提案している（特許文献１参照）。これは、量子ドットに電極をトンネル接合し、絶縁相を挟んだゲート電圧によって量子ドットのポテンシャルを変化させ、トランジスタとしての機能を発現させる技術である。
更に、多様な構造的・機能的性質を示す超分子を用い、その分子認識機能をスイッチングに応用する試みもある。前記超分子は、複数の分子が配位結合、水素結合、分子間力等の非共有結合的な相互作用を利用して組織化されることにより、単独の状態では不可能な多様な構造的・機能的性質を獲得したものである。Ｂａｌｚａｎｉ等は、カテナン、ロタキサン等の分子認識機能を有する超分子化合物を利用して、ｐＨや光等の外場により挙動が変化する分子スイッチを提案している（非特許文献２参照）。
一方、分子素子における配線技術に関し、導電性高分子の末端にチオール等の官能基を導入し、金やＩＴＯ電極等に対する化学吸着を利用して配線接続を行う試みが行われている。
以上のように、前記分子素子については多くの研究がなされているものの、実用的な分子素子乃至それを用いた回路を構築可能とする技術は、未だ提供されていないのが現状である。
前記分子素子乃至それを用いた回路の設計乃至構築においては、個々の分子の配置・配列、個々の分子の認識、個々の分子へのアクセス、特定の分子素子間を緻密に繋ぎ回路を形成するための配線、アドレッシング等をどのように行うのかが問題となる。例えば、前記個々の分子の配置・配列については、ＳＰＭ（走査プローブ顕微鏡）を用いて原子を一つずつ配列させる技術等も発達してきてはいるものの、ナノスケールのデバイスの設計乃至構築として現実的ではない。また、前記配線については、前記分子素子を設計する場合には半導体素子と同様に固体中で電子信号により駆動させるのが現実的であると考えられるものの、分子レベルの素子に対してマクロスケールの導線を接続することは極めて困難である。
一方、前記分子素子乃至それを用いた回路の設計乃至構築においては、単一の鎖状高分子又は一次元的に集積化された分子によって形成される分子ワイヤーが、導電パスとしてあるいはそれ自身がスイッチング機能を持った分子素子における重要な要素と考えられており、研究されてきている。
しかし、現在研究されている分子ワイヤーの場合、その導電機構が十分に解明されているものはないのが現状である。また、一般に、単純な一次元物質は、パイエルス転移等の一次元特有の性質によって導電性が損なわれてしまうため、分子ワイヤーの形成が容易でないという問題がある。
また、前記分子ワイヤーとして期待される金属錯体鎖、特に、梯子型金属錯体については、その性質に関する理論的研究がＲｉｃｅ等によって始められ、反強磁性的な金属鎖が偶数本並んだスピンラダーと呼ばれる梯子型構造の場合、キャリアドーピングにより超伝導を示すと予想されており（非特許文献３参照）、素子として機能する可能性も考えられる。実験的な例としては、銅酸化物を用いた二本鎖の梯子型化合物が合成され、高圧下での超伝導現象が見出されている（非特許文献４参照）。また、有機対アニオンで被覆したハロゲン架橋金属錯体を溶媒中に分散させることによる前記分子ワイヤーの形成が君塚等により研究され（非特許文献５参照）、ｐ−ＥＰＹＮＮ及びＮｉ（ｄｍｉｔ）２による金属錯体を用いた梯子型化合物も研究されている（非特許文献６参照）。更に、ナノワイヤーを直交させた交点でのスイッチングを該ナノワイヤーからの入力で制御する、いわゆるクロスバースイッチは、複雑な加工を要しないナノデバイスの候補として近年研究が盛んであり（例えば、非特許文献７参照）、前記ナノワイヤーによるアレイを分子レベルでかつボトムアップ的に構築することができれば、極めて高密度なデバイスを比較的容易に実現できる点で期待される。
しかし、これらはいずれも、予想や実験段階の見解に過ぎず、実用性や具体性には欠けるものである。これらを既存の技術で達成することは困難であり、前記分子レベルの配線等を分子レベルでボトムアップ的に実現可能とする新しい手法が望まれている。他方、金属錯体集積構造物の合成例も報告されている（非特許文献８参照）。しかし、多くの場合、分子間力等の弱い相互作用によって分子を結果的に梯子状に配列させているのみであるため、パッキング制御が困難であるという問題がある。また、得られる金属錯体鎖における分子の配列が、分子形、置換基の効果、分子間の微妙な相互作用などに大きく依存してしまい、化学修飾を施したとしても梯子型構造などをとり得る確率が低いため、単独のワイヤーとしては十分に機能し得ないという問題がある。
特許文献１
特開平１１−２６６００７号公報
非特許文献１
Ｊ．Ｈ．ション（Ｓｃｈｏｎ）著，Ｃｈ．Ｋｏｌｃ，Ｂ．Ｂａｔｌｏｇｇ，Ｎａｔｕｒｅ，４０６，７０２（２０００）
非特許文献２
Ｖ．Ｂａｌｚａｎｉ，Ａ．Ｃｒｅｄｉ，ａｎｄ  Ｍ．Ｖｅｎｔｕｒｉ，Ｃｏｏｒｄ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．，１７１，３（１９９８）
非特許文献３
Ｔ．Ｍ．Ｒｉｃｅ，Ｓ．Ｇｏｐａｌａｎ  ａｎｄ  Ｍ．Ｓｉｇｒｉｓｔ，Ｅｕｒｏｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，２３  ４４５（１９９３）
非特許文献４
Ｍ．Ｕｅｈａｒａ，Ｔ．Ｎａｇａｔａ，Ｊ．Ａｋｉｍｉｔｓｕ，Ｈ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ，Ｈ．Ｍｏｒｉ  ａｎｄ  Ｋ．Ｋｉｎｏｓｈｉｔａ，Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ，６５，２７６４（１９９６）
非特許文献５
Ｎ．Ｋｉｍｉｚｕｋａ，Ｎ．Ｏｄａ，Ｔ．Ｋｕｎｉｔａｋｅ，Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．３９，２６８４（２０００）
非特許文献６
Ｈ．Ｉｍａｉ，Ｔ．Ｉｎａｂｅ，Ｔ．Ｏｔｓｕｋａ，Ｔ．Ｏｋｕｎｏ，ａｎｄＫ．Ａｗａｇａ，Ｐｈｉｓ．Ｒｅｖ．Ｂ  ５４，Ｒ６８３８（１９９６）
非特許文献７
Ｊａｍｅｓ  Ｒ．Ｈｅａｔｈ，Ｐｈｉｌｉｐ  Ｊ．Ｋｕｅｋｅｓ，Ｇｒｅｇｏｒｙ  Ｓ．Ｓｎｉｄｅｒ，Ｒ．Ｓｔａｎｌｅｙ  Ｗｉｌｌｉａｍｓ，Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｖｏｌ．２８０（１９９８）
非特許文献８
Ｗ．Ｈｕａｎｇ，Ｓ．Ｇｏｕ，Ｄ．Ｈｕ，Ｓ．Ｃｈａｎｔｒａｐｒｏｍｍａ，Ｈ．Ｆｕｎ，ａｎｄＱ．Ｍｅｎｇ，Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，４０，１７１２（２００１）
本発明は、従来における問題を解決し、前記要望に応え、超高密度、超高速で作動可能なナノスケールのデバイス、例えば分子素子、マトリクス回路、分子機能デバイス、論理回路等の構築に好適であり、情報通信分野における演算装置、ディスプレー、メモリ等の各種素子・機器の微細化・精密化に応用可能な金属錯体集積構造物及びその効率的な製造方法、並びに、該金属錯体集積構造物に好適な多座配位子、該多座配位子を用いた複核金属錯体及び金属錯体鎖を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明の多座配位子は、イミン、アミド及びアミノ基の少なくともいずれかの窒素含有基を４つ含み、該４つの窒素含有基における各窒素を配位原子として同一平面上に有してなる４座の平面配位部位を同一平面上に少なくとも２つ有する。
本発明の複核金属錯体は、本発明の前記多座配位子と中心金属イオンとを有する。これらの多座配位子や複核金属錯体は、同一平面上に前記４座の平面配位部位を２つ有しているので積層可能であり、これらをビルディングブロックとして積層させると、金属錯体鎖等が形成可能である。
本発明の金属錯体鎖は、本発明の前記複核金属錯体を、架橋配位子を介して集積してなる。該金属錯体鎖においては、前記４座の平面配位部位を２つ含む平面が積層された構造となっており、このため、該金属錯体鎖は、前記平面が梯子のように配置された梯子型構造を有する。この金属錯体鎖は、その梯子型構造により、集積等が容易であり、分子素子等の形成乃至構築に好適である。
本発明の前記多座配位子、前記複核金属錯体、又は前記金属錯体鎖を用いると、超高密度、超高速で作動可能なナノスケールのデバイス、例えば分子素子、マトリクス回路、分子機能デバイス、論理回路等の構築に好適であり、情報通信分野における演算装置、ディスプレー、メモリ等の各種素子・機器の微細化・精密化に応用可能な金属錯体集積構造物を形成可能である。
本発明の金属錯体集積構造物は、金属錯体鎖と導電性ワイヤーとを、該金属錯体と、該導電性ワイヤーにおけるドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子とが互いに相互作用可能な位置に配されるように交差させてなる。このため、前記導電性ワイヤーに電場を印加すると、前記金属錯体鎖及び該導電性ワイヤーの間で分子レベルでの電荷移動が生ずる。前記金属錯体鎖にキャリア（電子及び正孔の少なくともいずれか）がドーピングされ、該金属錯体鎖の電気伝導性が変化する。その結果、外部から、前記金属錯体鎖と前記導電性ワイヤーとの交点における電気的なスイッチングの制御が分子レベルで可能となる。
また、本発明の金属錯体集積構造物は、二次元及び三次元のいずれかの構造を有し、通常、単結晶乃至薄膜の構造を有し、該単結晶乃至薄膜の端部まで前記導電性ワイヤーが延設されている。このため、該金属錯体集積構造物においては、前記導電性ワイヤーに外部から電圧を印加した際、その内部における前記金属錯体鎖に導入させるキャリア（電子及び正孔の少なくともいずれか）の量が制御される。その結果、該金属錯体集積構造物によると、分子レベルで電流のスイッチングが可能である。該金属錯体集積構造物は、超高密度、超高速で作動可能な分子素子、マトリクス回路、分子機能デバイス、論理回路、メモリ等として好適であり、情報通信分野における演算装置、ディスプレー、メモリ等の各種機器の微細化・精密化に応用可能である。
本発明の金属錯体集積構造物の製造方法においては、ハロゲンイオンを架橋配位子とする複核金属錯体と、２箇所以上がハロゲン化されたπ共役系平面型分子とを電解反応させる。すると、前記複核金属錯体が前記ハロゲンイオンを架橋配位子として取り込み、一次元鎖が形成され、他方、前記π共役系平面型分子が前記複核金属錯体を触媒として電解重合し、該複核金属錯体による一次元鎖と、該π共役系平面型分子による導電性ワイヤーとが同時に析出形成される。
発明を実施するための最良の形態
（多座配位子）
本発明の多座配位子は、４座の平面配位部位を同一平面上に少なくとも２つ有してなり、更に必要に応じて置換基等を有してなる。
前記４座の平面配位部位は、窒素含有基を４つ含み、該４つの窒素含有基における各窒素を配位原子として同一平面上に有してなる。即ち、該４座の平面配位部位においては、前記各窒素が同一平面上に４つ存在している。
前記窒素含有基としては、窒素原子を含有する基であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、イミン、アミド及びアミノ基の少なくともいずれかであるのが好ましい。前記４つの窒素含有基は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
前記４座の平面配位部位は、本発明の効果を害しない限り、置換基等を有していてもよい。
本発明の多座配位子は、中心金属イオンと組み合わせることにより、本発明の複核金属錯体とすることができ、また、これをビルディングブロックとして積層させると、本発明の金属錯体鎖が形成可能であり、更に、本発明の金属錯体集積構造物が形成可能である。本発明の多座配位子は、超高密度、超高速で作動可能なナノスケールのデバイス、例えば分子素子、マトリクス回路、分子機能デバイス、論理回路等の構築、情報通信分野における演算装置、ディスプレー、メモリ等に好適であり、これらの各種素子・機器の微細化・精密化に好適である。
前記多座配位子においては、前記４座の平面配位部位の２つが互いに隣接した構造が好ましく、２つの中心金属イオンを前記４座の平面配位部位の２つにそれぞれ配位させた複核金属錯体を形成した際、該２つの中心金属イオン間をπ共役系で構造的乃至電子的に連結可能な構造が特に好ましい。
前記多座配位子がこのような構造を有すると、積層させた際に、層間に平面ドーパント分子を挟ませることができるため、π−π相互作用を介して電荷移動効率がより向上した金属錯体集積構造物を形成することができる点で有利である。
前記多座配位子においては、前記４座の平面配位部位を、芳香環を介して同一平面上に２つ有するのが特に好ましい。
この場合、前記金属錯体鎖を形成した際、前記２つの中心金属イオン間をπ共役系で連結することができる点で有利である。
なお、前記芳香環としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ベンゼン環、ピラジン環、これらの誘導体などが好ましく、これらは置換基で置換されていてもよく、これらの中でも、ベンゼン環及びピラジン環のいずれかであるのがより好ましい。
前記多座配位子の具体的な構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記４つの窒素含有基の内の２つにおける各窒素が、前記芳香環に結合した態様が好ましい。
このような態様のものの具体例としては、（Ａ）前記４つの窒素含有基が互いに連結してマクロサイクルを形成した第一の態様（前記４座の平面配位部位がマクロサイクル中に形成された第一の態様）、（Ｂ）前記４つの窒素含有基の内の２つにおける各窒素が前記芳香環に直接結合しかつ環状構造に間接的に結合し、残りの２つにおける各窒素が該環状構造に直接結合した第二の態様、（Ｃ）前記４つの窒素含有基の内の２つにおける各窒素が窒素含有環における窒素であり、残りの２つにおける各窒素が前記芳香環に直接結合しかつ前記窒素含有環に間接的に結合した第三の態様、（Ｄ）前記４つの窒素含有基の内の２つにおける窒素が、前記芳香環に直接結合したアミド乃至イミンにおける窒素であり、残りの２つにおける各窒素が該アミド乃至イミンを一端に有する炭素鎖に直接結合した第四の態様、などが好適に挙げられる。
これらの各態様の場合、超高密度、超高速で作動可能なナノスケールのデバイス、例えば分子素子、マトリクス回路、分子機能デバイス、論理回路等の構築に好適であり、情報通信分野における演算装置、ディスプレー、メモリ等の各種素子・機器の微細化・精密化に応用可能な金属錯体集積構造物を形成可能である点で有利である。
前記第一の態様の中でも、下記式（１）〜式（４）、式（９）、式（１１）、式（１２）及び式（１４）の少なくともいずれかで表される多座配位子が特に好ましい。
2003078384.tif 000003
2003078384.tif 000004
2003078384.tif 000005
2003078384.tif 000006
2003078384.tif 000007
前記第二の態様の中でも、下記式（５）及び式（６）の少なくともいずれかで表される多座配位子が特に好ましい。
2003078384.tif 000008
2003078384.tif 000009
前記第三の態様の中でも、下記式（７）及び式（８）の少なくともいずれかで表される多座配位子が特に好ましい。
2003078384.tif 000010
2003078384.tif 000011
前記第四の態様の中でも、下記式（１０）及び式（１３）のいずれかで表される多座配位子が特に好ましい。
2003078384.tif 000012
2003078384.tif 000013
但し、前記式（１）〜式（１４）において、Ｒは、同一であってもよいし、異なっていてもよく、水素原子又は置換基を表す。Ｘは、炭素及び窒素の少なくともいずれか又はそれを含む基を表す。
前記Ｒで表される置換基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、及びハロゲン原子の少なくともいずれかであるのが好ましい。
前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。
前記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。
前記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられる。
これらの置換基の中でも、鎖間の相互作用を制御し得る点で、ヒドロキシル基、チオール基などが特に好ましい。
本発明の多座配位子は、適宜選択した方法、例えば電解合成法などにより合成することができる。
本発明の多座配位子は、各種分野において好適に使用することができるが、以下に説明する本発明の複核金属錯体、本発明の金属錯体鎖、本発明の金属錯体集積構造物等に好適に使用することができる。
（複核金属錯体）
本発明の複核金属錯体は、本発明の前記多座配位子と、中心金属イオンとを有してなり、必要に応じてその他の成分等を有してなる。
前記多座配位子は、本発明の前記多座配位子と同様である。
前記中心金属イオンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記金属錯体鎖を形成した際に安定な梯子型構造となり易い点で、該金属錯体鎖中で六配位（金属錯体鎖に取り込まれる前は平面四配位）構造をとる遷移金属のイオンであるが好ましい。
これら遷移金属のイオンの中でも、前記金属錯体鎖を積層することにより、超高密度、超高速で作動可能なナノスケールのデバイス、例えば分子素子、マトリクス回路、分子機能デバイス、論理回路等の構築に好適であり、情報通信分野における演算装置、ディスプレー、メモリ等の各種素子・機器の微細化・精密化に応用可能な、強相関電子系梯子型の金属錯体集積構造物を形成可能である点で、Ｎｉ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩＩ）、Ｃｕ（ＩＩ）、Ｚｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｃｒ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｐｄ（ＩＩ）、Ｐｔ（ＩＩ）、Ｒｕ（ＩＩ）、Ｒｈ（ＩＩ）、Ａｇ（ＩＩ）、及びＡｕ（ＩＩＩ）の少なくともいずれかのイオンであるのがより好ましい。
前記中心金属イオンは、前記多座配位子における前記４座の平面配位部位に配位される（２つの該４座の平面配位部位にそれぞれ配位される）。即ち、前記多座配位子の１つ当たり２つの該中心金属イオンが配位される。このとき、該２つの中心金属イオンとしては、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
前記複核金属錯体としては、前記多座配位子における前記４座の平面配位部位の２つが互いに隣接した構造が好ましく、該多座配位子に配位した前記２つの中心金属イオン間がπ共役系で構造的乃至電気的に連結されているのが好ましく、芳香環で連結されているのがより好ましい。
この場合、該複核金属錯体を積層した際に、層間に平面ドーパント分子を挟ませることができるため、π−π相互作用を介して電荷移動効率がより向上した金属錯体集積構造物を得ることができる点で有利である。
前記芳香環としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ベンゼン環、ピラジン環、これらの誘導体などが挙げられ、これらは置換基で置換されていてもよく、これらの中でもベンゼン環及びピラジン環のいずれかであるのが好ましい。
本発明の複核金属錯体は、適宜選択した方法、例えば電解合成法などにより合成することができる。
本発明の複核金属錯体は、各種分野において好適に使用することができるが、以下に説明する本発明の金属錯体鎖、本発明の金属錯体集積構造物に好適に使用することができる。
（金属錯体鎖）
本発明の金属錯体鎖は、本発明の前記複核金属錯体を、架橋配位子を介して集積してなる。
本発明の金属錯体鎖は、一次元鎖及び二次元鎖の中間状態である梯子型構造を有している。上述の通り、該梯子型構造の金属錯体鎖が、反強磁性的な金属鎖が偶数本並んだスピンラダーと呼ばれる梯子型構造である場合、キャリアドーピングにより超伝導を示す可能性があり、銅酸化物を用いた二本鎖の梯子型構造の金属錯体鎖が高圧下において超伝導を示すことが実験的に確認されている。
前記架橋配位子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、組み合わせる前記複核金属錯体として強相関電子系金属の複核金属錯体を用いることにより、該強相関電子系金属との相互作用によって金属的伝導性へのスイッチング機能のみならず、超伝導転移特性をも該金属錯体鎖乃至それを用いた金属錯体集積構造物に発現させ得る点で、ハロゲンイオンと、ピラジン、ビピリジン及びその類縁化合物との少なくともいずれかであるのが特に好ましい。
前記金属錯体鎖の中でも、良好な導電性乃至超伝導性の発現が期待される点で、前記複核金属錯体における前記多座配位子中の前記中心金属イオンが不対電子を有し、該不対電子におけるスピンが、前記架橋配位子を介して反平行に配列しているもの（スピンラダー系の梯子型構造を有する金属錯体鎖）が好ましく、強相関電子系の性質を有するのがより好ましい。
また、前記金属錯体鎖においては、良好な導電性乃至超伝導性の発現が期待される点で、集積した前記複核金属錯体の層間に、ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示すπ共役系平面型分子が存在する構造が好ましく、更なる導電性の向上の観点からは、該複核金属錯体と該π共役系平面型分子とが物理的に交互に配列した交互積層構造を有し、前記複核金属錯体と前記π共役系平面型分子との積層によって形成される金属錯体鎖とπ電子カラムとが電気的に並行に配置された分離積層構造を有するのがより好ましい。
前記金属錯体鎖の中でも、前記複核金属錯体における前記多座配位子が、前記式（１）、前記式（２）、前記式（５）、前記式（７）、及び、前記式（９）〜式（１４）の少なくともいずれかで表される場合には、該多座配位子における、前記芳香環の近くに位置するカルボニル基が、前記ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示すπ共役系平面型分子と相互作用可能であるものが好ましい。
また、前記金属錯体鎖の中でも、前記複核金属錯体における前記多座配位子が、前記式（３）、前記式（４）、前記式（６）及び前記式（８）の少なくともいずれかで表される場合には、該多座配位子における、前記芳香環の近くに位置する置換基Ｒが、前記ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示すπ共役系平面型分子と相互作用可能であるものが好ましい。
本発明の金属錯体鎖は、適宜選択した方法、例えば電解合成法などにより合成することができる。
本発明の金属錯体鎖は、各種分野において好適に使用することができるが、以下に説明する本発明の金属錯体集積構造物に好適に使用することができる。
（金属錯体集積構造物及びその製造方法）
本発明の金属錯体集積構造物は、金属錯体鎖と、導電性ワイヤーとを交差させてなり、二次元及び三次元のいずれかの構造を有する。
前記導電性ワイヤーは、ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子を含み、前記交差は、前記金属錯体鎖における金属錯体と、前記ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子とが互いに相互作用可能な位置に配されるようになされる。
−金属錯体鎖−
前記金属錯体鎖としては、金属錯体が集積してなるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。該金属錯体鎖は、上述のように、銅酸化物のような無機化合物以外の分子ワイヤーの材料として近年注目されている。
前記金属錯体は、中心金属イオンと配位子とを有してなり、更に目的に応じて適宜その他の要素を有してなる。
前記配位子が有機化合物である場合、該金属錯体は無機−有機複合系の錯体であり、構造や物性を制御可能であり、前記中心金属イオンが配位子等を介して規則的に配列してなる一次元金属錯体は、導電性の分子ワイヤーとして特に好適に使用することができる。
前記中心金属イオンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記金属錯体鎖が安定な一次元構造乃至梯子型構造となり易い点で、該金属錯体鎖中で六配位（金属錯体鎖に取り込まれる前は平面四配位）構造をとる金属イオンが好ましく、例えば、Ｎｉ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩＩ）、Ｃｕ（ＩＩ）、Ｚｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｃｒ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｐｄ（ＩＩ）、Ｐｔ（ＩＩ）、Ｒｕ（ＩＩ）、Ｒｈ（ＩＩ）、Ａｇ（ＩＩ）、Ａｕ（ＩＩＩ）などのイオンが好ましく、これらの中でも、強相関電子系金属であるニッケル及び銅（Ｎｉ（ＩＩＩ）、Ｃｕ（ＩＩ））のイオンがより好ましい。
前記中心金属イオンとして、前記強相関電子系金属を用いる場合、前記金属錯体どうしを、ハロゲン、ピラジン、ビピリジン等から選択される前記配位子を介して集積させて前記金属錯体鎖を形成するのが好ましい。該配位子を用いた場合、該配位子と、前記強相関電子系金属である前記中心金属イオンとの相互作用により、金属的伝導性へのスイッチング機能のみならず、超伝導転移特性をも前記金属錯体鎖乃至それを用いた前記金属錯体集積構造物に発現させ得る点で有利である。
前記超伝導転移特性を発現させた前記金属錯体鎖乃至前記金属錯体集積構造物を用いることにより、発熱の問題のない微細な分子素子、マトリクス回路、分子機能デバイス、論理回路等が得られ、特に、回路が微細で放熱が困難となり易いナノスケールデバイスを構築する上で有利である。
なお、この超伝導転移特性に関しては、従来、前記電子相関が大きい物質、即ちモット絶縁体の電子状態に対し（強相関電子系のＭｏｔｔ絶縁体の電子状態に対し）、キャリアをドーピングすることにより超伝導現象を発現する酸化物高温超伝導体は知られていたものの、近年、強相関電子系でＭｏｔｔ絶縁体となる物質として、ハロゲン架橋ニッケル（ＩＩＩ）錯体が報告されている（Ｈ．Ｏｋａｍｏｔｏ，Ｙ．Ｓｈｉｍａｄａ，Ｙ．Ｏｋａ，Ａ．Ｃｈａｉｎａｎｉ，Ｔ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ，Ｈ．Ｋｉｔａｇａｗａ，Ｔ．Ｍｉｔａｎｉ，Ｋ．Ｔｏｒｉｕｍｉ，Ｋ．Ｉｎｏｕｅ，Ｔ．Ｍａｎａｂｅ  ａｎｄ  Ｍ．Ｙａｍａｓｈｉｔａ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．，Ｂ５４，８４３８（１９９６））。
前記配位子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、平面型金属錯体を形成可能な構造を有するものが好ましい。このような配位子としては、例えば、エチレンジアミン、シクロヘキサンジアミン、グリオキシムなどが好適に挙げられる。これらの配位子は、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよいが、その配列が規則的になるように選択するのが好ましい。
前記配位子には、水酸基やカルボキシル基等の置換基を導入することができる。この場合、隣接する前記金属錯体鎖間において、該配位子間で水素結合等の相互作用を生じさせることができ、その結果、隣接する該金属錯体鎖間に導電性パス（導電性の分子ワイヤー）が形成され、三次元構造を有する前記金属錯体集積構造物が得られる点で好ましい。
前記配位子の中でも、超高密度、超高速で作動可能な分子素子、マトリクス回路、分子機能デバイス、論理回路等を形成可能であり、情報通信分野における演算装置、ディスプレー、メモリ等の各種機器の微細化・精密化に応用可能な金属錯体集積構造物に好適に使用することができる点で、本発明の前記多座配位子が好ましい。
前記金属錯体鎖としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記金属錯体が集積してなる構造である限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ナノスケールの微細な分子素子、三次元的ネットワーク構造のマトリクス回路、分子機能デバイス、論理回路等を形成可能である点で、一次元鎖、本発明の前記金属錯体鎖などが好ましく、前記超伝導転移特性を発現させ、前記発熱の問題を効果的に回避可能な点で、本発明の前記金属錯体鎖がより好ましく、その中でもスピンラダー系梯子型鎖が特に好ましい。
前記一次元鎖としては、平面型金属錯体を形成可能な配位子を有する金属錯体が集積してなる金属錯体鎖、などが挙げられる。
前記一次元鎖としては、例えば、図１Ａ及び図１Ｂに示すような、エチレンジアミン、シクロヘキサンジアミン、グリオキシム等の配位子と、中心金属イオンとを有する金属錯体が、架橋配位子を介して交互に集積されてなる金属錯体鎖などが挙げられ、具体的には、ハロゲン架橋ビス（シクロヘキサンジアミナト）ニッケル錯体及びハロゲン架橋ビス（エチレンジアミナト）パラジウム錯体の少なくともいずれかを含む金属錯体鎖などが挙げられる。
本発明の前記金属錯体鎖は、上述した通りであり、梯子型構造を有する。本発明においては、これらの中でも、前記スピンラダー系梯子型鎖が好ましく、該スピンラダー系梯子型鎖としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、図２Ｂに示すような構造を有する配位子を含む金属錯体が集積された金属錯体鎖（図２Ａ参照）や、本発明の前記複核金属錯体を用いた金属錯体鎖等が好適に挙げられる。
これらの金属錯体は、π共役系を有し、平面性の構造を有するため、前記ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示し、π共役系を有する分子をその層間に挟んで配置させた積層構造を形成し易いため、該金属錯体が集積されてなる前記金属錯体鎖においては、π電子雲を介した効率的な電子移動が生じ得る点で有利である。
前記スピンラダー系の梯子型構造を有する金属錯体鎖（以下「スピンラダー系梯子型鎖」と略称することがある。）は、一次元鎖及び二次元鎖の中間状態の構造を示し、前記架橋配位子の超交換相互作用によりその金属錯体鎖方向（金属錯体の集積方向）及び金属錯体鎖間方向（該集積方向と略直交方向）の少なくともいずれかの方向に反強磁性的な相互作用を有し、キャリアドーピングによって導電性乃至超伝導性を示し得ることが、前記Ｒｉｃｅ等の報告において報告されている。ここでは、前記スピンラダー系梯子型鎖の場合、純粋な一次元鎖、二次元鎖、及び三次元鎖的な相互作用を伴う系の何れとも異なり、梯子型系内でのみスピン対が形成され、超伝導状態が発現される可能性が示唆されており、前記スピンラダー系梯子型鎖を前記金属錯体鎖として利用すると、発熱の問題のない微細な分子素子、マトリクス回路、分子機能デバイス、論理回路等として好適な前記金属錯体集積構造物が得られる点で有利である。
前記導電性ワイヤーとしては、ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子を含むものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、該ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子が、複数互いに電子伝達可能に連結されてなるものが好適に挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
前記連結の態様としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、共有結合、水素結合、などが挙げられる。
前記導電性ワイヤーの具体例としては、図３（図３中、矢印は反応の方向を意味し、「Ｎｉ（Ｏ）」は、ニッケル錯体を意味する。）に示すような、４，４’−ビピリジル及びジブロモアルキルを反応させて得られた導電性ワイヤー、ｐ−ジブロモベンゼン又は４−４’−ジブロモビフェニルを重合させたポリパラフェニレンによる導電性ワイヤー、などが挙げられる。
前記導電性ワイヤーは、前記ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子が、該金属錯体鎖における前記金属錯体と互いに相互作用可能に、前記金属錯体鎖と交差されて配置される。
前記相互作用としては、キャリア（電子及び正孔の少なくともいずれか）の供与及び受容の少なくともいずれかなどが挙げられる。これらの相互作用の種類は、１種単独であっでもよいし、２種以上であってもよい。
前記交差の角度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、三次元的ネットワークを形成する観点からは、略９０度であるのが好ましい。
本発明の金属錯体集積構造物において、前記導電性ワイヤーに電場を印加すると、前記金属錯体鎖及び該導電性ワイヤーの間で分子レベルでの電荷移動が生ずる。その結果、前記金属錯体鎖にキャリア（電子及び正孔の少なくともいずれか）がドーピング（キャリアドーピング）される。該キャリアドーピングの際、前記金属錯体鎖における金属錯体が、ニッケル錯体、銅錯体等の電子相関が大きい物質である場合、該金属錯体鎖の電気伝導性を絶縁性から金属特性乃至超伝導特性へと変化させることができる。
前記金属錯体集積構造物は、上述のように、前記導電性ワイヤーが前記金属錯体鎖に交差してなる二次元又は三次元構造を有し、該単結晶乃至薄膜の端部まで前記導電性ワイヤーが延設されている。このため、該金属錯体集積構造物においては、前記導電性ワイヤーに外部から電圧を印加した際、その内部における前記金属錯体鎖に流れるキャリア（電子及び正孔の少なくともいずれか）の量が制御される。その結果、該金属錯体集積構造物によると、分子レベルで電流のスイッチングが可能である。該金属錯体集積構造物は、超高密度、超高速で作動可能な分子素子、マトリクス回路、分子機能デバイス、論理回路等として好適であり、情報通信分野における演算装置、ディスプレー、メモリ等の各種機器の微細化・精密化に応用可能である。
図４及び図５は、前記金属錯体集積構造物の一構造例を示す概略説明図である。図４及び図５に示す例では、前記金属錯体集積構造物は、前記金属錯体が集積してなる金属錯体鎖１と、前記ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子で形成された導電性ワイヤー２とが、該金属錯体と該ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子とが互いに相互作用（電荷移動）可能に交差してなる構造を有する。このため、導電性ワイヤー２に電圧を印加すると、図４及び図５に示す例では、金属錯体鎖１と導電性ワイヤー２との間に電荷移動が生じさせることができる。この電荷移動によって、金属錯体鎖１にキャリアがドーピングされ、金属錯体鎖１の集積方向（金属錯体鎖方向）への電流をＯＮ／ＯＦＦ切替することが可能となる。なお、図４及び５中、「ｅ−」は、電子を意味し、「ｅ−」に付された矢印は、電子の移動方向を意味し、図５における矢印は、電気伝導の方向を意味する。
図１１及び図１２は、金属錯体集積構造物の一構造例を示す概略説明図である。なお、図１１において、「□」は、複核金属錯体を意味し、楕円は、アクセプター性を有する分子（又はドナー性を有する分子）を意味する。図１１中、「ｅ−」は、電子を意味し、「ｅ−」に付された矢印は、電子の移動方向を意味し、上向きの矢印は、電気伝導の方向を意味し、「Ｍ」を包含する長方形は、複核金属錯体を意味し、円柱形は、アクセプター性を有する分子（又はドナー性を有する分子）を意味し、「→」は、電場の印加方向を意味する。図１１に示す金属錯体集積構造物においては、前記複核金属錯体と前記ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかを示す分子とが水素結合等の相互作用によって連結され、配位面と同一平面上に一次元鎖が形成されている。該一次元鎖は、前記架橋配位子により該一次元鎖に含まれる中心金属イオンが上下に繋がれて積層され、該一次元鎖と直交する方向に梯子型金属錯体鎖が形成される。該金属錯体集積構造物においては、図１２に示すように、該一次元鎖が前記梯子型構造を有する複核金属錯体の間に相互貫入され、分子ワイヤーが自己集積により三次元的に直交に配置され、三次元ネットワークが形成されている。即ち、前記複核金属錯体と前記ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかを示す分子とが水素結合によって連結されてなる一次元鎖どうしが直交して配置されている。該一次元鎖における前記ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかを示す分子は、該一次元鎖における前記複核金属錯体の中央部に貫入されている。更に、前記一次元鎖における前記ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかを示す分子が、複核金属錯体の一部とπ−πスタッキングしている。
このとき、前記複核錯体と、前記分子のうちアクセプター性を示す分子との組合せの場合、それらの交点、即ちアドレスラインの交点において、正電位が印加された側のアドレスラインの交点部が前記アクセプター性分子であり、負の電位が印加されている側が前記複核金属錯体であれば、前記梯子型錯体鎖から前記アクセプター性分子への電荷移動が促進され、キャリアとしての正孔が導入されることにより、前記梯子型錯体鎖の導電性のスイッチはＯＮとして働く。逆に、負の電位が印加されたアドレスラインの交点部が前記分子であれば、電荷移動が阻害されてスイッチングは働かず、ＯＦＦとなる。
この金属錯体集積構造物においては、互いに直交して配置される分子ワイヤーが同一種類の一次元鎖であるので、異なる種類の一次元鎖を用いた場合に比し、該金属錯体集積構造物の前記単結晶（三次元構造）の対称性は等方的であり、集積化が容易であり、該単結晶は安定であり、しかも縦横比が等しい等の点で有利である。更に、隣接する一次元鎖では互いに前記複核ニッケル錯体と前記分子とが交互に配置され積層順序が逆になるため、アドレスラインに印加すべき電位の正負も逆になる。このため、該金属錯体集積構造物は、微細な回路において懸念される、入力信号が隣接するラインに漏れて誤作動を生ずることがなく、演算装置、ディスプレー、メモリ等として特に好適に応用可能である。
本発明の金属錯体集積構造物は、以下に述べるように、ナノスケールの分子素子、マトリクス回路、分子機能デバイス、論理回路等として好適に応用可能である。
＜分子素子＞
本発明の金属錯体集積構造物は、上述のような構造・機能を有するため、分子素子に応用可能である。本発明の金属錯体集積構造物を該分子素子に応用した場合、該分子素子においては、前記金属錯体鎖及び前記導電性ワイヤーが交差された単結晶乃至薄膜状の構造を有し、該単結晶乃至薄膜の端部まで前記導電性ワイヤーが延設されているため、前記導電性ワイヤーに電圧を印加し、電気信号を伝達させると、該導電性ワイヤーから前記金属錯体鎖へと電荷移動が生ずる。これによって、前記金属錯体鎖に注入させるキャリア濃度を、単結晶乃至薄膜の外部から制御することができ、前記金属錯体鎖の集積方向の電気伝導性を好適に制御することができる。その結果、配線の問題等がなく、分子レベルでの微細なスイッチング素子機能を有する分子素子を設計することができる。
＜マトリクス回路＞
本発明の金属錯体集積構造物は、上述のような構造・機能を有するため、マトリクス回路に応用可能である。本発明の金属錯体集積構造物を該マトリクス回路に応用した場合、隣接する前記金属錯体鎖間に、化学的結合等の相互作用を導入し導電性パスを設けると、三次元的ネットワーク構造を有するマトリクス回路とすることができる。
前記導電性パスは、隣接する前記金属錯体鎖間の相互作用により形成することができる。該相互作用としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、水素結合などが好適に挙げられる。
図６は、前記マトリクス回路において、前記金属錯体鎖が前記スピンラダー系金属錯体鎖である場合の一例を示す概略説明図である。図６に示すように、マトリクス回路１０において、スピンラダー系の梯子型構造を有する金属錯体鎖１は、金属錯体鎖間方向の水素結合により、金属錯体鎖間方向に連結した導電性パスを形成している。また、前記アクセプター性分子を含む導電性ワイヤー２は、金属錯体鎖１に交差している。その結果、図６に示すように、マトリクス回路１０は、三次元的ネットワーク構造を有している。また、マトリクス回路１０における該三次元的ネットワーク構造は、金属錯体鎖１の自己集積化によって形成された単結晶乃至薄膜であり、前記アクセプター性分子を含む導電性ワイヤー２及び前記金属錯体鎖間方向に形成された前記導電性パスは、該単結晶乃至薄膜の末端部まで延設された構造となっている。
したがって、金属錯体鎖１の各金属錯体分子を分子素子とし、前記アクセプター性分子を含む導電性ワイヤー２及び前記金属錯体鎖間方向に形成された前記導電性パスを、例えば、図８に示すように、それぞれＸ方向、Ｙ方向のアドレスラインとして、これらに、Ｘ軸、Ｙ軸の電極端子を接続し各分子素子に入出力信号を伝達する機能を担わせることにより、Ｘ軸、Ｙ軸の電場入力によって交差点における分子素子を個別にＯＮ／ＯＦＦ切替することが可能となる。なお、図８における積層構造のうち、最下層は、基板電極を意味し、その上の層は、マトリクス層を意味し、その上の層は発光分子層を意味し、最上層は、透明電極を意味する。また、最上層から上方に向かう矢印は、発光を意味し、Ｘ軸及びＹ軸に沿って伸びる直線は、アドレスラインを意味する。
このように、前記金属錯体鎖間に、その集積方向と略直交する方向（鎖間方向）の電気伝導性の相互作用を持たせることにより、分子レベルの微細なマトリクス回路が得られる。
＜分子機能デバイス＞
本発明の金属錯体集積構造物は、上述のような構造・機能を有するため、分子機能デバイスに応用可能である。該分子機能デバイスとしては、前記金属錯体鎖における前記金属錯体の前記中心金属イオン・前記配位子、前記架橋配位子、前記導電性ワイヤーにおける前記ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子等の少なくともいずれかを含み、かつそれが２種以上からなるものを含む多層薄膜構造を有するものなどが好適に挙げられる。
前記多層薄膜構造を製造する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、電解合成法又はＬＢ法の操作を繰り返して製膜する方法、などが挙げられる。
該多層薄膜構造を形成すると、互いに機能の異なる２種以上の分子層が計画的に積層された超格子構造の分子機能デバイスが得られる。このような分子機能デバイスは、電子状態の変化乃至それに伴う発光、記憶、構造変化、及び演算の少なくともいずれかの機能を分子単位で制御可能である。
前記分子機能デバイスにおいては、その金属錯体鎖が、該金属錯体鎖と相互作用可能な機能性分子を末端に有してもよい。
この場合、該分子機能デバイスに該機能性分子に基づく新たな機能、例えば発光、記憶、構造変化、演算等の機能を付与することができ、このような機能が付与された分子機能デバイスは、演算装置、ディスプレー、メモリ等として応用可能である。
前記機能性分子を末端に導入した前記分子機能デバイスの具体例としては、図７に示すように、該金属錯体鎖（図７中、「Ｍ」を包含する楕円が上下方向に伸びる直線で結ばれたもの）が末端にアルキル鎖（アルキル基、図７中「Ｒ」で表されたもの）を有し、該アルキル基に前記機能性分子としてのフラーレン（図７中、サッカーボール構造に示されたもの）を捕捉させてなる態様、などが挙げられる。
また、前記機能性分子を末端に導入した前記分子機能デバイスの具体例としては、図８に示すように、該金属錯体鎖の一端側に発光分子層、透明電極をこの順に積層し、他端側に基板電極を設けることにより、前記金属錯体鎖からの通電によって発光可能なディスプレーが実現される。
なお、このディスプレーにおいては、前記金属錯体鎖に対し個々に導電可能な接続を行うことが不要であり、上下から挟み込む電極基板間に通電を行うのみでディスプレーとして機能するので、微細な加工等は不要である。
更に、前記発光分子層に代えて、光学特性可変層、分子構造可変層、分子認識層、などを設けることができ、各種機能を有する分子機能デバイスを設計することができる。
＜論理回路＞
本発明の金属錯体集積構造物は、前述のような構造・機能を有するため、論理回路に応用可能である。前記金属錯体集積構造物においては、導電性ワイヤーが、該単結晶乃至薄膜の末端部まで延設された構造をとる。該金属錯体集積構造物における前記導電性ワイヤー等における末端入力部を、幾つかの領域に分割して各々に電場の入力を与えることにより、前記金属錯体鎖方向に特定の出力を与えることが可能な分子レベルの微細な論理回路を設計することができる。
図９は、本発明の金属錯体集積構造物を論理回路としてのＡＮＤ回路（図９Ａ）及びＯＲ回路（図９Ｂ）に応用した一例を示す概略説明図である。なお、図９Ａ及び図９Ｂ中、手前側から奥方向に向かう矢印は、入力Ａ及び入力Ｂを意味し、上方に向かう矢印は、出力Ｃを意味し、三層構造における中間層は、鎖間導電層を意味する。
図９Ａに示すように、金属錯体鎖方向に沿って２つの領域に分割し、各々の導電性ワイヤーに対する電場印加を入力（入力Ａ及び入力Ｂ）、金属錯体鎖方向の電流を出力（出力Ｃ）可能に設計した論理回路は、図１０Ａに示すように、入力Ａ及び入力Ｂが共に入力された場合にのみ出力Ｃが出力するＡＮＤ回路として機能する。
また、図９Ｂに示すように、金属錯体鎖間に電流を伝える導電層を挿入することで、金属錯体鎖方向に分割された一方を、更に金属錯体鎖間方向に分けて各々に対する電場印加を入力（各々入力Ａ及び入力Ｂ）、金属錯体鎖間導電層の反対側に流れる電流を出力（出力Ｃ）可能に設計した論理回路は、図１０Ｂに示すように、入力Ａ又は入力Ｂのいずれかから入力があった場合に出力Ｃが出力するＯＲ回路として機能する。
このように、電流の入力方法を変えることによって、多様な論理回路を設計することができる。
前記論理回路における演算素子の大きさは、電極端子を接続する精度によって決まり、結晶に端子をペースト等で接着した場合は多数の分子が塊として動作し、ＳＴＭ等で分子ワイヤー一本ごとに信号を与えた場合は、分子単位で駆動するナノスケールのデバイスとなる。
以上のように、前記金属錯体鎖と前記導電性ワイヤーとを互いに相互作用可能に交差させて形成した本発明の金属錯体集積構造物は、分子レベルのスイッチング素子及びその間の配線を同時に実現した、極めて高機能なナノスケールデバイスに応用可能である。これは、前記金属錯体の自己集積化による分子の自発的なパッキングによる作用乃至効果に基づくものであり、これにより、物質的に実現し得る最小スケールの電子回路などが設計可能である。また、本発明の金属錯体集積構造物は、均一な格子構造で得られることから、接続精度の向上に対応して、分子素子の大きさが数分子単位の束になったものから、究極的には単分子サイズまで、何れの段階でも好適に駆動させることができ、目的に応じたスケールのデバイスに応用可能である。
本発明の金属錯体集積構造物においては、特に、金属錯体鎖として、金属錯体の配位座間を芳香環で連結した本発明の前記複核金属錯体を用いて積層することにより、その層間にドナー乃至アクセプターを挟み込んで電荷移動効率を向上させることができ、従来にない特異な電子状態、機能が期待される。このように、１次元及び二次元の中間の性質を有する梯子型構造の金属錯体鎖を用いることにより、パイエルス転移のような低次元系特有の問題を克服した分子ワイヤーが構築され、分子デバイス実現のための高機能な金属錯体集積構造物が提供される。特に、前記金属錯体鎖が、前記スピンラダー系金属錯体鎖の場合には、キャリアをドーピングすることにより、高い導電性乃至超伝導の発現が期待される。
本発明の金属錯体集積構造物は、適宜選択した方法により製造することができるが、例えば、前記金属錯体乃至複核金属錯体（集積型金属錯体）と、前記ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子とを含む溶液を、電解反応（電解合成）及びラングミュア・ブロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ  Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法）の少なくともいずれかの方法により結晶化乃至製膜化することにより製造することができる。
前記電解反応（電解合成）においては、前記金属錯体乃至複核金属錯体（集積型金属錯体）、前記ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子等を、アルコール等の溶媒に溶解させ、電気分解により所定の電極上に金属錯体鎖が集積してなる金属錯体集積構造物を析出させることができる。
前記電解反応（電解合成）において、例えば、前記金属錯体鎖として、ニッケルを中心金属イオンとしたハロゲン架橋金属錯体鎖を得る場合、前記中心金属イオンであるニッケルがＩＩ価からＩＩＩ価に酸化されることにより、前記金属錯体鎖が形成される。この金属錯体鎖の形成の際、４，４’−ビピリジル及び二臭化アルキルを反応させると、アクセプター性分子である４，４’−ビピリジルは対カチオンでもあるため、前記金属錯体鎖の形成に合わせて前記導電性ワイヤーを形成する。更に、金属錯体鎖間方向のＨ…Ｏ−Ｈの水素結合により、Ｘ方向−Ｙ方向の前記導電性ワイヤー及び前記導電性パスが同時に形成される。この結合は、比較的緩やかな条件で進行させることができ、電解合成による金属錯体鎖の形成と同時に進行する。この結合により、前記金属錯体鎖を鎖間方向に自発的に配列・集積させることができる。
また、前記金属錯体集積構造物の効率的で好ましい製造方法としては、本発明の金属錯体集積構造物の製造方法が挙げられる。本発明の金属錯体集積構造物の製造方法においては、ハロゲンイオンを架橋配位子とする複核金属錯体と、２箇所以上がハロゲン化されたπ共役系平面型分子とを電解反応させる。すると、前記複核金属錯体が前記ハロゲンイオンを架橋配位子として取り込み、一次元鎖が形成され、他方、前記π共役系平面型分子が前記複核金属錯体を触媒として電解重合し、該複核金属錯体による一次元鎖と、該π共役系平面型分子による導電性ワイヤーとが同時に析出形成される。例えば、ハロゲン架橋ニッケル錯体とｐ−ジブロモアリールとの電解反応（電解合成）で具体的に説明すると、前記ｐ−ジブロモアリールがニッケル錯体を触媒として重合されてポリパラフェニレン等の導電性ワイヤーが合成される一方、その際に臭素イオンを遊離する。他方、前記ハロゲン架橋ニッケル錯体が遊離された前記臭素イオンを架橋配位子として取り込んで一次元の金属錯体鎖が形成される。ここでは、前記導電性ワイヤーの合成と、前記一次元の金属錯体鎖の形成との両反応が互いに補完し合いながら進行するので、極めて効率的である。
なお、前記電解反応（電解合成）において用いる電極としては、例えば、白金線、白金板、ＩＴＯを蒸着させたガラス板などが挙げられる。また、前記支持電解質としては、例えば、テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。
前記結晶化乃至製膜化においては、前記金属錯体（集積型金属錯体）と、ドナー性分子及びアクセプター性分子の少なくともいずれかとが自己集積化される。本発明においては、前記結晶化乃至製膜化を複数回繰り返して行ってもよい。
また、本発明の金属錯体集積構造物は、前記金属錯体が、その多様な相互作用（化学的結合乃至分子の自己集積化等）により、自発的に固体中で規則的に配列し集積する性質を利用して製造することもできる。
この場合、前記金属錯体鎖の形成と共に、前記ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子が、その相互作用（各種の結合等）により、導電可能に配列して前記導電性ワイヤーが形成され、二次元的又は三次元的ネットワーク構造が一時に形成されるため、単結晶乃至薄膜の構造を有する前記金属錯体集積構造物を効率的に製造可能である。
本発明においては、製造条件、材料の組合せ等を適宜調整することにより、前記金属錯体集積構造物を単結晶乃至薄膜等の形態にすることができる。また、該金属錯体集積構造物を基本ユニットとして集積することにより、微細でばらつきがなく、精密かつ正確な構造の分子素子をボトムアップ的に効率よく形成することができる。
なお、本発明の金属錯体集積構造物の製造においては、以下の理由により、集積型金属錯体として、本発明の前記複核金属錯体を用いるのが特に好ましい。
即ち、本発明の前記複核金属錯体は、一分子中に２つの中心金属イオン及びそれに配位する２つの平面配位部位を同一平面上に有する平面構造である。したがって、このような平面構造をとる前記複核金属錯体をビルディングブロックとして積層することにより、梯子型構造を有し、前記超伝導転移特性を発現し得る前記強相関電子系金属錯体集積構造物を形成することができる。なお、前記超伝導転移特性を発現させるためには、反強磁性的なスピン配列の制御やそこへのキャリアのドープが必要であるが、錯体や分子性の梯子型化合物においてキャリアドーピングに成功した例は従来より知られていない。
また、本発明の前記金属錯体集積構造物の製造においては、配位子一分子で２個の金属イオンに配位できる複核金属錯体を用いるため、混合比等の合成操作に依存することがない。更に、梯子型構造を容易に形成可能であるため、配位子部分の化学修飾を容易に行うことができ、得られる金属錯体集積構造物に各種の多様な機能を付加することができる。
本発明の金属錯体集積構造物によると、分子レベルで電流のスイッチングが可能である。該金属錯体集積構造物は、超高密度、超高速で作動可能な分子素子、マトリクス回路、分子機能デバイス、論理回路等として好適であり、情報通信分野における演算装置、ディスプレー、メモリ等の各種機器の微細化・精密化に応用可能であり、ナノスケールデバイスを構築可能である。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１）
ビス（エチレンジアミナト）パラジウム錯体、４，４’−ビピリジル、ジブロモアルキル、及び臭化テトラブチルアンモニウム（支持電解質）をアルコールに溶解し、電解合成（電解酸化）させることにより、図１Ａに示す一次元の金属錯体鎖（前記架橋配位子としての前記ビス（エチレンジアミナト）パラジウム錯体が交互に集積されてなるもの）と、該金属錯体鎖に交差する導電性ワイヤー（前記４，４’−ビピリジル及び前記ジブロモアルキルを反応させて得られたもの、図３参照）とを含むマトリクス構造の金属錯体集積構造物を白金基板上に単結晶の状態で得た。
（実施例２）
スピンラダー系の電子状態を実現する反強磁性一次元の金属錯体鎖が２本並んだ梯子型構造の金属錯体鎖（前記スピンラダー系梯子型鎖）を含む金属錯体集積構造物を以下のように構築した。
即ち、先ず、アントラニル酸、塩化オキサリル、及び１，２，４，５−ベンゼンテトラアミンを反応させ、２つの平面マクロサイクルがベンゼン環を介して連結された多座配位子（２座配位子）を合成した。この反応物に、酢酸ニッケルを混合することにより、図２Ｂに示すような、複核ニッケル（ＩＩ）錯体（複核金属錯体）を得た。
次に、この複核ニッケル（ＩＩ）錯体を、４，４’−ビピリジル、ジブロモアルキル及び臭化テトラブチルアンモニウム（支持電解質）と共にアルコールに溶解し、電解合成（電解酸化）させることにより、図２Ａに示すような、梯子型構造を有するハロゲン架橋ニッケル（ＩＩＩ）錯体鎖（スピンラダー系梯子型鎖）が集積されてなる金属錯体集積構造物を白金基板上に形成した。
（実施例３）
一次元金属錯体鎖の電子的特性が、超伝導体の特性と類似している強相関電子系としての金属錯体集積構造物を以下のように構築した。
実施例１において用いた金属錯体を、ビス（シクロヘキサンジアミナト）ニッケル錯体（図１Ｂ参照）に代えた以外は、実施例１と同様にしてマトリクス構造の金属錯体集積構造物を構築した。
得られた金属錯体集積構造物における金属錯体鎖（臭素架橋ビス（シクロヘキサンジアミナト）ニッケル（ＩＩＩ）錯体）は、ｄｚ２軌道にスピンを一つ有する一次元集積体を形成しており、この電子のオンサイトクーロン反発は５ｅＶ前後と大きいため、いわゆる強相関電子系としての性質を示すため、該金属錯体集積構造物においては、強相関電子系として知られる銅酸化物超伝導体と同様、キャリアをドーピングすると、超伝導転移が期待されるＭｏｔｔ絶縁体状態が得られた。
（実施例４）
実施例１で得られた金属錯体集積構造物は、内部で金属錯体鎖及び導電性ワイヤーが交差された単結晶であり、該導電性ワイヤーは、該単結晶端部まで延設された構造となっていた。
この導電性ワイヤーに、電極端子を接続し、該単結晶の外部から電場を印加して電気信号を伝達すると、前記金属錯体鎖中にキャリアがドープされ、絶縁状態から金属状態乃至超伝導状態へと電気伝導性のスイッチングを行うことができた。一方、電場の印加量を変化させ、前記導電性ワイヤーと前記金属錯体鎖との間の電位差を制御すると、逆に金属乃至超伝導状態から絶縁状態へのスイッチングを行うことができた。これにより、前記導電性ワイヤーと、これと交差する前記金属錯体鎖との間で電荷移動が生じ、前記金属錯体鎖方向の電気伝導性を前記単結晶の内部まで制御可能な分子レベルの微細なスイッチング素子機能を持つ分子素子が得られたことが確認された。
（実施例５）
アントラニル酸、塩化オキサリル、１，２，４，５−ベンゼンテトラアミンを反応させ、２つの平面マクロサイクルがベンゼン環を介して連結された多座配位子（８座配位子）を合成した。この反応物に、酢酸ニッケルを混合することにより、複核ニッケル（ＩＩ）錯体を得た。
次に、この複核ニッケル（ＩＩ）錯体を、４，４’−ビピリジル、ジブロモアルキル、及び臭化テトラブチルアンモニウム（支持電解質）と共にアルコールに溶解し、電解合成（電解酸化）させることにより、図６に示すような、梯子型構造を有するハロゲン架橋ニッケル（ＩＩＩ）錯体鎖（金属錯体鎖１）が三次元的に集積されてなる三次元的ネットワーク構造の金属錯体集積構造体を白金基板上に形成した。
該金属錯体集積構造体は、金属錯体（金属錯体鎖１）が自己集積化により集積されてなる単結晶であり、該金属錯体集積構造体においては、アクセプター性の導電性ワイヤー２及び金属錯体鎖間方向の導電性パスは、前記単結晶の末端部まで延設されていた。そこで、金属錯体鎖１の各金属錯体分子を分子素子とし、アクセプター性の導電性ワイヤー２及び前記金属錯体間方向に連結した導電性パスを、例えば、図８に示すように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のアドレスラインとして、Ｘ軸方向及びＹ軸の電極端子を接続し、各分子素子に入出力信号を伝達する機能を担わせたところ、Ｘ軸及び／又はＹ軸の電場入力によってその交差点に位置する前記分子素子を個別にＯＮ／ＯＦＦの切替制御を行うことが可能であった。
（実施例６）
実施例１において、金属錯体として、更にビス（シクロヘキサンジアミナト）ニッケル（ＩＩＩ）錯体を併用した以外は、実施例１と同様に電解合成（電解酸化）した。すると、図１Ａに示す一次元の金属錯体鎖と、図１Ｂに示す一次元の金属錯体鎖とが、集積されてなり、２種の金属錯体鎖に導電性ワイヤーが交差した構造を有する多層構造の薄膜状の金属錯体集積構造体が白金基板上に形成された。その結果、機能の異なる分子層を計画的に積層（集積）させてなる超格子構造のマトリクス回路が効率的に構築されたことが確認された。
（実施例７）
実施例６において製造した金属錯体集積構造体の表面に発光分子層を積層し、その表面を透明電極板で被覆することにより、図８で示すように、白金基板上にマトリクス回路からの通電により発光可能であり該発光を制御可能なディスプレーを製造した。このディスプレーにおいては、発光させる一次元の金属錯体カラムは、マトリクス回路によって分子単位で指定可能であるので、上下から挟み込む電極板は通電するのみでよく、微細な加工が不要であった。
（実施例８）
実施例１で得られた単結晶状の金属錯体集積構造物において、該単結晶の末端部まで延設された導電性ワイヤーの末端入力部を分割し、各々に電場の入力を与えると、該金属錯体集積構造物を、図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すような、ＡＮＤ回路及びＯＲ回路として機能させることができることが確認された。
（実施例９）
＜１，２：４，５−ビス−（４’，８’，９’，１３’−テトラオキソ−５’，６’：１１’，１２’−ジベンゾ−３’，７’，１０’，１４’−テトラアザシクロテトラデシル）−ベンゼン配位子（多座配位子）及びそれを含む複核金属錯体の合成＞
アントラニル酸のカルボキシル基をエステル化して保護し、塩化オキサリルを反応させることにより白色沈殿を得た。これをけん化により脱保護した後、ベンゼンテトラアミンとジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）と共に混合することにより、１，２：４，５−ビス−（４’，８’，９’，１３’−テトラオキソ−５’，６’：１１’，１２’−ジベンゾ−３’，７’，１０’，１４’−テトラアザシクロテトラデシル）−ベンゼン配位子（多座配位子）を合成した。この配位子をメタノール中で水酸化テトラブチルアンモニウムと酢酸ニッケルと混合することにより、下記式に示すような、複核ニッケル（ＩＩ）錯体を合成した。
2003078384.tif 000014
（実施例１０）
＜１，２：４，５−ビス−（８’９’−ジオキソ−５’，６’：１１’，１２’−ジベンゾ−３’，７’，１０’，１４’−テトラアザシクロテトラデカ−３’，１３’−ジエニル）−ベンゼン配位子（多座配位子）及びそれを含む複核金属錯体の合成＞
２−アミノベンズアルデヒド、塩化オキサリル、及び１，２，４，５−ベンゼンテトラアミンを反応させ、２つの平面マクロサイクルがベンゼン環を介して連結されてなる配位子、１，２：４，５−ビス−（８’９’−ジオキソ−５’，６’：１１’，１２’−ジベンゾ−３’，７’，１０’，１４’−テトラアザシクロテトラデカ−３’，１３’−ジエニル）−ベンゼン配位子（多座配位子）を合成した。これに酢酸ニッケルを反応させて、下記式に示すような、複核ニッケル（ＩＩ）錯体を合成した。
2003078384.tif 000015
（実施例１１）
＜１，２，４，５−テトラ（２−アミノベンズアミド）ベンゼン配位子（多座配位子）及びそれを含む複核金属錯体の合成＞
アントラニル酸のアミノ基をｔ−ブトキシカルボニル（Ｂｏｃ）基で保護し、ベンゼンテトラアミン及びジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）と反応させた。この反応物をトリフルオロ酢酸で処理することにより脱保護し、１，２，４，５−テトラ（２−アミノベンズアミド）ベンゼン配位子（多座配位子）を合成した。この配位子をメタノール中で酢酸ニッケルと加熱攪拌することにより、下記式に示すような、複核ニッケル（ＩＩ）錯体を合成した。
2003078384.tif 000016
（実施例１２）
＜１，２，４，５−テトラ（２−アミノベンジリデンアミノ）ベンゼン配位子（多座配位子）及びそれを含む複核金属錯体の合成＞
ｏ−アミノベンズアルデヒドとベンゼンテトラアミンとをアルコール中で混合することにより、１，２，４，５−テトラ（２−アミノベンジリデンアミノ）ベンゼン配位子（多座配位子）を橙色沈殿として得た。この橙色沈殿に酢酸ニッケルを反応させることにより、下記式に示すような、複核ニッケル（ＩＩ）錯体を合成した。
2003078384.tif 000017
（実施例１３）
＜１，２，４，５−テトラ（ピリジン−２−カルボキシアミド）ベンゼン配位子（多座配位子）及びそれを含む複核金属錯体の合成＞
窒素雰囲気下、ピリジンカルボン酸とベンゼンテトラアミンとをピリジン溶媒中で混合し、亜りん酸トリフェニルを加えて１００℃で４時間加熱することにより、１，２，４，５−テトラ（ピリジン−２−カルボキシアミド）ベンゼン配位子（多座配位子）を白色沈殿として得た。この配位子を、ジメチルホルムアミド中でテトラブチルアンモニウムヒドロキシドと酢酸ニッケルと混合することにより、下記式に示すような、複核ニッケル（ＩＩ）錯体を合成した。
2003078384.tif 000018
（実施例１４）
＜１，２，４，５−テトラ（２−ピリジルメチリデンアミノ）ベンゼン配位子（多座配位子）及びそれを含む複核金属錯体の合成＞
窒素雰囲気下、ピリジンカルバルデヒドと１，２，４，５−ベンゼンテトラアミンをメタノール溶媒中でトリエチルアミンを加えて混合することにより、１，２，４，５−テトラ（２−ピリジルメチリデンアミノ）ベンゼン配位子（多座配位子）を橙色沈殿として得た。この橙色沈殿をメタノール中で酢酸ニッケルと反応させることにより、下記式に示すような、複核ニッケル（ＩＩ）錯体を合成した。
2003078384.tif 000019
（実施例１５）
実施例９〜１４で得られた各金属錯体においては、前記中心金属イオンであるニッケルのイオンがＩＩ価の酸化数を有しており、これらの各金属錯体は、上下に積層していない単独の平面錯体となっている。これを鎖状に積層させて梯子型構造を構築するには、前記ニッケルのイオンを酸化してＩＩＩ価の酸化数にする必要がある。このために有効な合成法が、電解合成（電解酸化）である。
実施例９〜１４で得られた各ニッケルＩＩ価錯体と、支持電解質として過剰量の臭化テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムとを無水メタノールに溶解し、窒素ガスをバブリングして溶存酸素を脱気した後、白金電極を用いて２０μＡの定電流を通電し、電解合成を行ったところ、いずれのニッケルＩＩ価錯体を用いた場合においても、正極上に酸化されたニッケル（ＩＩＩ）錯体の金属錯体集積構造物の単結晶が析出形成された。これは、ニッケル平面錯体の上下から架橋配位子として臭素イオンが配位し、鎖状構造を形成した結果である。なお、支持電解質の種類を替えることにより、架橋配位子を替えることができる（図２Ａ及び図２Ｂ参照）。
（実施例１６）
実施例１５で得られた各金属錯体集積構造物においては、積層した複核金属錯体における中央芳香環で挟み込む構造で、平面性の対イオン兼ドーパント分子を取り込むことができる。
実施例１５において、実施例１で得られたニッケルＩＩ錯体を含む金属錯体集積構造物の単結晶を析出させる際、前記支持電解質を臭化４，４’−ジメチルビピリジニウムに代えた以外は、実施例１５と同様にして電解合成したところ、臭素イオンが架橋配位子となり、ジメチルビピリジニウムが対カチオンとして層間に取り込まれた梯子型構造の複核ニッケル錯体を含む金属錯体集積構造物が形成された。該金属錯体集積構造物においては、下記構造式で表されるように、ジメチルビピリジニウム（アクセプター分子）が、複核ニッケル錯体の中央に位置するベンゼン環部分とπ−πスタッキングしており、また、正電荷を帯びているビピリジニウムの窒素原子と、負に分極している複核ニッケル錯体のカルボニル基とが相互作用している。
2003078384.tif 000020
（実施例１７）
＜１，２，４，５−テトラ（３−アミノプロパンアミド）ベンゼン配位子（多座配位子）及びそれを含む複核ニッケル（ＩＩ）錯体の合成＞
β−アラニンのアミノ基をｔ−ブトキシカルボニル（Ｂｏｃ）基で保護した後、ベンゼンテトラアミン、脱水縮合剤である水溶性カルボジイミド（Ｗａｔｅｒ  Ｓｏｌｕｂｌｅ  Ｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ；ＷＳＣ）、及び１−ヒドロキシベンゾトリアゾール（ＨＯＢＴ）と反応させる。次に、トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）で処理してｔ−ブトキシカルボニル（Ｂｏｃ）基を脱離させることにより、１，２，４，５−テトラ（３−アミノプロパンアミド）ベンゼン配位子（多座配位子）を合成した。該１，２，４，５−テトラ（３−アミノプロパンアミド）ベンゼン配位子（多座配位子）、メタノール中でアンモニア水と酢酸ニッケルと混合することにより、下記構造を有する複核ニッケル（ＩＩ）錯体を合成した。
2003078384.tif 000021
（実施例１８）
＜１，２：４，５−ビス−（４’，８’，９’，１３’−テトラオキソ−３’，７’，１０’，１４’−テトラアザシクロテトラデシル）−ベンゼン配位子（多座配位子）及びそれを含む複核ニッケル（ＩＩ）錯体の合成＞
実施例１７において、１，２，４，５−テトラ（３−アミノプロパンアミド）ベンゼン配位子と、塩化オキサリル及びトリエチルアミンとを反応させることにより、２つの平面マクロサイクルがベンゼン環で連結された１，２：４，５−ビス−（４’，８’，９’，１３’−テトラオキソ−３’，７’，１０’，１４’−テトラアザシクロテトラデシル）−ベンゼン配位子を合成した。該配位子に、酢酸ニッケルを反応させることにより、複核ニッケル（ＩＩ）錯体を合成した。
2003078384.tif 000022
（実施例１９）
＜１，２：４，５−ビス−（４’，８’，９’，１３’−テトラオキソ−３’，７’，１０’，１４’−テトラアザシクロテトラデカ−５’１１’−ジエニル）−ベンゼン配位子（多座配位子）及びそれを含む複核金属錯体の合成＞
実施例１８において、１，２：４，５−ビス−（４’，８’，９’，１３’−テトラオキソ−３’，７’，１０’，１４’−テトラアザシクロテトラデシル）−ベンゼン配位子による複核ニッケル（ＩＩ）錯体をＤＭＦ中で通気しながら加熱攪拌することにより、酸化させ、平面状の複核金属錯体を合成した。
2003078384.tif 000023
（実施例２０）
実施例１７〜１９の複核金属錯体において、中心金属イオンのニッケルは、ＩＩ価の酸化数であり、上下に積層していない単独の平面錯体となっている。これを鎖状に積層させて梯子型構造を構築するため、以下の電解合成法により、ニッケルを酸化してＩＩＩ価の酸化数にした。
即ち、ニッケルＩＩ価錯体と、支持電解質として過剰量の臭化テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムを無水メタノールに溶解し、窒素ガスをバブリングして溶存酸素を脱気した後、白金電極を用いて２０μＡの定電流を通電させ、正極上に酸化された複核ニッケル（ＩＩＩ）錯体を含む金属錯体集積構造物の単結晶を析出させた。これは、ニッケル平面錯体の上下から架橋配位子として臭素イオンが配位し、鎖状構造を形成した結果である。このとき、支持電解質の種類を替えることで、架橋配位子を替えることができる。
（実施例２１）
実施例２０の金属錯体集積構造物を、積層した複核金属錯体における芳香環で挟み込む形で、平面性の対イオン兼ドーパント分子を取り込ませた。即ち、実施例１のニッケル錯体を集積化する際に、支持電解質として、臭化４，４’−ジメチルビピリジニウムを溶解させて電解合成することにより、臭素イオンが架橋配位子となり、ジメチルビピリジニウムが対カチオンとして層間に取り込まれた梯子型ニッケル錯体の結晶を合成した。
（実施例２２）
１，２，４，５−テトラ（２−アミノベンジリデンアミノ）ベンゼン配位子（多座配位子）を含む複核ニッケル錯体（図１３参照）、カルボキシル基を有するｐ−クアテルフェニレン、及びピラジンを１：１：２の比率でメタノールに混合し、電解合成（電解酸化）したところ、金属錯体集積構造物の単結晶が電極上に析出形成された。
該金属錯体集積構造物においては、平面型の複核ニッケル錯体１０と、アクセプター性を示すπ共役系分子２０（ビピリジニウム）とが水素結合によって連結され、配位面と同一平面上に、梯子型構造を有する金属錯体による一次元鎖１００が形成されていた（図１４参照）。一次元鎖１００における複核ニッケル錯体１０は、カルボニル基等の官能基を有するマクロサイクル環を含んでいるので、水酸基やアミノ基等の官能基を有した他の有機化合物と、水素結合等の各種相互作用により同一平面上に連結可能である。一次元鎖１００は、架橋配位子としてのピラジン等により、一次元鎖１００に含まれるニッケルイオンが上下に繋がれて積層されて、梯子型構造を有する複核金属錯体が集積されていた。
該金属錯体集積構造物においては、一次元鎖１００が前記梯子型構造を有する金属錯体の間に相互貫入されており、分子ワイヤーが自己集積により三次元的に直交に配置され、三次元ネットワークが形成されていた。換言すると、該単結晶においては、複核ニッケル錯体１０とπ共役系分子２０とが水素結合によって連結されてなる一次元鎖１００と、複核ニッケル錯体１０ａとπ共役系分子２０ａとが水素結合によって連結されてなる一次元鎖１００ａとが直交して配置されていた（図１５参照）。そして、一次元鎖１００ａにおけるπ共役系分子２０ａが、一次元鎖１００における複核金属錯体である複核ニッケル錯体１０の中央部に貫入される一方、一次元鎖１００におけるπ共役系分子２０が、一次元鎖１００ａにおける複核金属錯体である複核ニッケル錯体１０ａの中央部に貫入されていた。
更に、一次元鎖１００におけるアクセプター性を示すπ共役系分子２０（ビピリジニウム）が、一次元鎖１００ａにおける複核ニッケル錯体１０ａの中央部に位置するベンゼン環部分とπ−πスタッキングしており、また、正電荷を帯びているビピリジニウムの窒素原子と、負に分極している複核ニッケル錯体１０ａのカルボニル基とが相互作用していた。一方、一次元鎖１００ａにおけるアクセプター性を示すπ共役系分子２０ａ（ビピリジニウム）も、一次元鎖１００における複核ニッケル錯体１０の中央部に位置するベンゼン環部分とπ−πスタッキングしており、また、正電荷を帯びているビピリジニウムの窒素原子と、負に分極している複核ニッケル錯体１０のカルボニル基とが相互作用していた。
このとき、複核ニッケル錯体１０とπ共役系分子２０ａ（アクセプター性分子）との交点、又は、複核ニッケル錯体１０ａとπ共役系分子２０（アクセプター性分子）との交点、即ちアドレスラインの交点において、正電位が印加された側のアドレスラインの交点部がπ共役系分子２０又は２０ａ（アクセプター性分子）であり、負電位が印加されている側が複核ニッケル錯体１０又は１０ａであれば、電荷移動が促進されて一次元鎖１００又は１００ａの導電性のスイッチは、ＯＮとして働く。逆に、正電位が印加されたアドレスラインの交点部がπ共役系分子２０又は２０ａ（アクセプター性分子）であれば、電荷移動が阻害されてスイッチングは働かずＯＦＦとなる。
前記金属錯体集積構造物においては、互いに直交して配置される分子ワイヤーが同一の一次元鎖１００及び一次元鎖１００ａであるので、該金属錯体集積構造物の前記単結晶（三次元構造）の対称性は等方的であり、集積化が容易であり、該単結晶は安定であり、しかも縦横比が等しい。更に、隣接する一次元鎖１００及び１００ａでは、互いに、複核ニッケル錯体とπ共役系分子（アクセプター性分子）とが、交互に配置され、積層順序が逆になるため、アドレスラインに印加すべき電位の正負も逆になる。このため、該金属錯体集積構造物は、微細な回路において懸念される、入力信号が隣接するラインに漏れて誤作動を生ずることがなく、演算装置、ディスプレー、メモリ等として応用可能であることが判った。
（実施例２３）
（シクロヘキサンジアミナト）ニッケル（ＩＩ）錯体（複核ニッケル錯体）と、ｐ−ジブロモベンゼンを混合した溶液を原料として用いて、電解反応（電解合成）を行った。すると、図１５に示すように、この電解反応（電解合成）においては、（シクロヘキサンジアミナト）ニッケル（ＩＩ）錯体（複核ニッケル錯体）が臭素を架橋配位子として取り込み、一次元鎖が形成され、他方、ｐ−ジブロモベンゼンがニッケル錯体を触媒として電解重合し、導電性高分子のポリパラフェニレンが合成され、複核ニッケル錯体による一次元鎖と、導電性ワイヤーとしてのポリパラフェニレンとを含む化合物が析出形成された。以上により、複核ニッケル錯体による一次元鎖と、導電性ワイヤーとしてのポリパラフェニレンとを、同時に効率よく合成することができた。
産業上の利用可能性
本発明によると、従来における問題を解決することができ、超高密度、超高速で作動可能なナノスケールのデバイス、例えば分子素子、マトリクス回路、分子機能デバイス、論理回路等の構築に好適であり、情報通信分野における演算装置、ディスプレー、メモリ等の各種素子・機器の微細化・精密化に応用可能な金属錯体集積構造物及びその効率的な製造方法、並びに、該金属錯体集積構造物に好適な多座配位子、該多座配位子を用いた複核金属錯体及び金属錯体鎖を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図１Ａは、エチレンジアミンを配位子とし、パラジウムを中心金属イオンに有する集積型の金属錯体を、架橋配位子としてのハロゲン（Ｘ）を介して集積させた金属錯体鎖の一例を示す概念図である。図１Ｂは、シクロヘキサンジアミンを配位子とし、ニッケルを中心金属イオンに有する集積型の金属錯体を、架橋配位子としてのハロゲン（Ｘ）を介して集積させた金属錯体鎖の一例を示す概念図である。
図２Ａは、梯子型構造の金属錯体鎖であって、架橋配位子としてのハロゲン（Ｘ）を介して集積されたニッケル（ＩＩＩ）（Ｍで表す。）錯体鎖の一例を示す概念図である。図２Ｂは、スピンラダー系梯子型構造の金属錯体鎖を形成する配位子の構造式の一例を示す図である。
図３は、４，４’−ビピリジル及びジブロモアルキルを反応させて得られた導電性ワイヤーの一例、及び、ｐ−ジブロモベンゼン又は４，４’−ジブロモビフェニルを重合させて得られた導電性高分子の構造式の一例を示す説明図である。
図４は、金属錯体集積構造物における二次元構造の一例を示す概略説明図である。
図５は、金属錯体集積構造物における三次元構造の一例を示す概略説明図である。
図６は、マトリクス回路において、金属錯体鎖がスピンラダー系梯子型構造の金属錯体鎖である場合の一例を示す概略説明図である。
図７は、末端に付加されたアルキル鎖にフラーレン分子を捕捉させてなる金属錯体鎖の一例を示す概略説明図である。
図８は、基板上に、多層薄膜を形成した後、その表面に発光分子層を積層し、透明電極板で被覆することにより、基板上にマトリクス回路からの通電によって発光すると共に発光が制御される層が形成されたディスプレーの一例を示す概略説明図である。
図９Ａは、本発明の金属錯体集積構造物を用いた論理回路（ＡＮＤ回路）の一例を示す概念図であり、図９Ｂは、本発明の金属錯体集積構造物を用いた論理回路（ＯＲ回路）の一例を示す概念図である。
図１０Ａは、入力Ａ及び入力Ｂの双方があった場合にのみ出力ＣがなされるＡＮＤ回路の動作を説明するための概略図である。図１０Ｂは、入力Ａ又は入力Ｂの双方があった場合に出力ＣがなされるＯＲ回路の動作を説明するための概略図である。
図１１は、ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかを示す分子と金属錯体とを交互に連結してなる一次元鎖を該分子と該金属錯体とが隣接するようにして二次元に配列させた層を、前記分子と前記金属錯体とが隣接するようにしてかつ隣接する層中の一次元鎖が互いに直交するようにして積層してなる構造を有する金属錯体集積構造物の一例を示す平面概念図である。
図１２は、図１１に示す金属錯体集積構造物における一次元鎖どうしの交点で、複核金属錯体にドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかを示す分子が貫入している状態を示す金属錯体集積体の一例を示す斜視概念図である。
図１３は、平面型構造の複核ニッケル錯体の一構造例を示す図である。
図１４は、複核ニッケル錯体と、ビピリジン構造を含むテトラフェニレンとを水素結合により交互に連結してなる一次元鎖を直交させて集積させてなり、三次元ネットワークを有する金属錯体集積体の一例を示す概念図である。
図１５は、複核ニッケル錯体を含む一次元鎖と、導電性ワイヤーとが電解合成によって同時に形成される反応式の一例を示す図である。
【図１Ａ】
2003078384.tif 000031
【図１Ｂ】
2003078384.tif 000032
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2003078384.tif 000040
【図９Ａ】
2003078384.tif 000041
【図９Ｂ】
2003078384.tif 000042
【図１０Ａ】
2003078384.tif 000043
【図１０Ｂ】
2003078384.tif 000044
【図１１】
2003078384.tif 000045
【図１２】
2003078384.tif 000046
【図１３】
2003078384.tif 000047
【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年9月27日(2004.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イミン、アミド及びアミノ基の少なくともいずれかの窒素含有基を４つ含み、該４つの窒素含有基における各窒素を配位原子として同一平面上に有してなる４座の平面配位部位を同一平面上に少なくとも２つ有することを特徴とする多座配位子。
【請求項２】
イミン、アミド及びアミノ基の少なくともいずれかの窒素含有基を４つ含み、該４つの窒素含有基における各窒素を配位原子として同一平面上に有してなる４座の平面配位部位を同一平面上に少なくとも２つ有する多座配位子と、中心金属イオンとを有することを特徴とする複核金属錯体。
【請求項３】
中心金属イオンが、平面４配位構造をとる遷移金属イオンである請求項２に記載の複核金属錯体。
【請求項４】
遷移金属イオンが、Ｎｉ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩＩ）、Ｃｕ（ＩＩ）、Ｚｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｃｒ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｐｄ（ＩＩ）、Ｐｔ（ＩＩ）、Ｒｕ（ＩＩ）、Ｒｈ（ＩＩ）、Ａｇ（ＩＩ）及びＡｕ（ＩＩＩ）の少なくともいずれかのイオンである請求項３に記載の複核金属錯体。
【請求項５】
イミン、アミド及びアミノ基の少なくともいずれかの窒素含有基を４つ含み、該４つの窒素含有基における各窒素を配位原子として同一平面上に有してなる４座の平面配位部位を同一平面上に少なくとも２つ有する多座配位子と、中心金属イオンとを有する複核金属錯体を、架橋配位子を介して集積してなり、梯子型構造を有することを特徴とする金属錯体鎖。
【請求項６】
架橋配位子が、ハロゲンイオンと、ピラジン、ビピリジン及びその類縁化合物との少なくともいずれかである請求項５に記載の金属錯体鎖。
【請求項７】
複核金属錯体における中心金属イオンが不対電子を有し、該不対電子におけるスピンが架橋配位子を介して反平行に配列した請求項５から６のいずれかに記載の金属錯体鎖。
【請求項８】
金属錯体が集積してなる金属錯体鎖と、ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子を含む導電性ワイヤーとを、前記金属錯体と、前記ドナー性及びアクセプター性の少なくともいずれかの性質を示す分子とが互いに相互作用可能な位置に配されるように交差させてなり、二次元及び三次元のいずれかの構造を有することを特徴とする金属錯体集積構造物。
【請求項９】
相互作用が、電子及び正孔の少なくともいずれかの供与及び受容の少なくともいずれかである請求項８に記載の金属錯体集積構造物。
【請求項１０】
金属錯体鎖が、一次元鎖及び請求項５から９のいずれかに記載の金属錯体鎖の少なくともいずれかである請求項８から９のいずれかに記載の金属錯体集積構造物。
が得られる。
【国際調査報告】
2003078384.tif 000050
2003078384.tif 000051
2003078384.tif 000052