초록 ▼

□ 연구개요
본 제안서는 헤테로원자(예: 질소, 붕소, 인)가 도입된 그래핀 나노리본을 상향식 합성에 의해 만들고, 합성된 물질의 특성을 분석하는데 그 목적이 있다.

1. 유기 합성을 이용하는 상향식 접근법을 통해 기존의 도핑에 의한 하향식 접근법으로 할 수 없었던 헤테로원자의 정확한 위치와 농도를 원자 수준에서 제어한다.

2. 상향식 접근을 통해 그래핀 나노리본의 폭과 가장자리의 구조를 제어한다.

3. 헤테로원자의 도입에 따른 그래핀 나노리본의 반도체 특성 변화를 이해한다.

□ 연구개요
본 제안서는 헤테로원자(예: 질소, 붕소, 인)가 도입된 그래핀 나노리본을 상향식 합성에 의해 만들고, 합성된 물질의 특성을 분석하는데 그 목적이 있다.

1. 유기 합성을 이용하는 상향식 접근법을 통해 기존의 도핑에 의한 하향식 접근법으로 할 수 없었던 헤테로원자의 정확한 위치와 농도를 원자 수준에서 제어한다.

2. 상향식 접근을 통해 그래핀 나노리본의 폭과 가장자리의 구조를 제어한다.

3. 헤테로원자의 도입에 따른 그래핀 나노리본의 반도체 특성 변화를 이해한다.

4. 합성된 그래핀 나노리본의 전자 재료로서의 성질을 파악하고, 새로운 분야에서 응용성을 개척한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 헤테로원자 도입 반응
- PN annulation 반응: 이 전략은 광범위한 pi-공액 PN 도핑 분자의 합성에 적용될 수 있으며, 새로운 탄소 기반의 헤테로원자 도핑 분자를 원자 수준에서 제어 가능한 정밀한 상향식 합성을 위한 독특한 기회를 제공할 수 있음.
- 연속적인 BN 결합: 안트라센 유도체의 zigzag edge 부분에 BNBN 결합을 도입한 최초의 예로서, 앞으로 이 합성 전략을 활용하여 더욱 긴 BN 결합을 형성할 수 있는 발판이 될 것으로 판단됨.

2. 탄소-탄소 결합 형성
- BN 결합이 포함된 분자를 활용하여 탄소-탄소 결합을 형성함. 이 합성 전략은 헤테로원자가 포함된 그래핀 나노리본 합성에 활용될 수 있음.

3. 나노그래핀 분자의 edge topology 조절
- 나노그래핀 분자 합성: 분자 수준에서 에지 토폴로지에 대한 체계적인 연구임. 코브, 지그재그, 베이, 피요르드 및 걸프 구조를 포함한 다양한 분자 주변을 갖는 이성질체 디벤조익센을 합리적으로 설계하고 모듈식으로 합성함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 반복 합성 전략을 활용하면 안트라센보다 더욱 긴 acene을 합성하는데 적용할 수 있을 것으로 예상됨.

- 분자 가장자리 구조는 다양한 적외선 모드를 사용하는 푸리에 변환 적외선 분광법을 사용하여 디벤조익센의 C-H 결합에서 식별되며 밀도 범함수 이론 계산을 사용하여 추가로 설명하였음. 지그재그 모양의 분자 주변은 재료의 자기 특성에 큰 영향을 주는 것을 전자 스핀 공명 분광법으로 확인함. 이 연구의 결과는 공학적 분자 주변을 갖춘 더 큰 π 확장 시스템의 합성과 유기 전자 분야의 잠재적 응용을 촉진할 것으로 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1) 헤테로원자 doping을 위한 반응 개발 ... 6
• 2) 헤테로원자 도입 후 탄소-탄소 결합 반응 ... 12
• 3) 나노그래핀 분자 탄소-탄소 결합 반응 개발 ... 14
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 16
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 16
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 20
• 끝페이지 ... 31