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界面制御による新規単分子ダイオードの創製及びその電子状態の解明

Research Project

Project/Area Number 15J11830
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

小本 祐貴  東京工業大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords単分子接合 / 単分子科学 / 分子エレクトロニクス
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、単分子接合の電子状態の解析法を新たに開拓し、界面構造の差に由来する単分子ダイオードの創出を行うことである。
昨年度まで、非対称なアンカー基を持つ4-アミノベンゼンチオール分子の電流-電圧特性計測を行い、分子サイズの小さい共役分子では異なるアンカー基を有していても、整流特性が統計的には発現しないことを報告した。本年度の研究実施計画は新しいダイオードの候補分子を見つけ、その電子状態、整流特性の計測を行うことである。今年度はフラーレン誘導体を用い、単分子伝導度、単分子電流-電圧特性計測を行った。昨年度までに得られた知見から、測定分子には共役系が連続していない、異なるアンカー基を有する分子を用いた。
実験の結果、用いた分子の分子接合は整流特性を示すことが明らかになった。昨年度までの研究により、単分子接合は統計的に整流性を示さない場合でも、一つの電流-電圧特性曲線では整流性を発現する場合があることがわかった。今年度用いた分子では統計的に整流特性が確認された。さらに、一方向に整流特性を制御することに成功した。統計的に整流を示さない分子接合で整流特性が確認された場合、その整流特性は電極の非対称性に由来すると考えられ、本研究の異なるアンカー部位によるダイオードといえない。一方で今年度の研究では、統計的に整流を示し、界面構造に起因する整流特性を観測した。このことから、本研究目的である界面構造の差に由来する単分子ダイオードの創出を行うことに成功した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Ruthenium Tris-bipyridine Single-Molecule Junctions with Multiple Joint Configurations2018

    • Author(s)
      Komoto Yuuki、Yamazaki Yasuomi、Tamaki Yusuke、Iwane Madoka、Nishino Tomoaki、Ishitani Osamu、Kiguchi Manabu、Fujii Shintaro
    • Journal Title

      Chemistry - An Asian Journal

      Volume: - Issue: 10 Pages: 1297-1301

    • DOI

      10.1002/asia.201800166

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Single-molecule junction of pi-molecule2018

    • Author(s)
      Y. Komoto, S. Fujii, M. Kiguchi
    • Journal Title

      Mater. Chem. Front.

      Volume: 2 Issue: 2 Pages: 214-218

    • DOI

      10.1039/c7qm00459a

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Evaluation of Electronic Structure of the Single-molecule Junction Based on Current-Voltage Measurement and Thermopower Measurement-Application to C60 Single-molecule Junction2017

    • Author(s)
      Y. Komoto, Y. Isshiki, S. Fujii, T. Nishino, M. Kiguchi
    • Journal Title

      Chem. Asian J.

      Volume: 12 Issue: 4 Pages: 440-445

    • DOI

      10.1002/asia.201601392

    • NAID

      130006710283

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Statistical I-V measurements of single-molecule junctions with an asymmetric anchoring group, 1,4-aminobenzenethiol.2017

    • Author(s)
      Y.komoto, S. Fujii, M. Kiguchi
    • Journal Title

      Adv. Nat. Sci: Nanosci. Nanotechnol

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Single-Molecule Junction for Molecular Electronics2016

    • Author(s)
      Y. Komoto, S. Fujii, M. Iwane, M. Kiguchi
    • Journal Title

      J. Mater. Chem. C

      Volume: 4 Issue: 38 Pages: 8842-8858

    • DOI

      10.1039/c6tc03268k

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Resolving metal-molecule interfaces at single-molecule junctions2016

    • Author(s)
      Y. Komoto, S. Fujii, H. Nakamura, T. Tada, T. Nishino, M. Kiguchi
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 26606-26606

    • DOI

      10.1038/srep26606

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Atomic and Electronic Structures of Single Oxygen Molecular Junction with Au, Ag and Cu Electrodes2016

    • Author(s)
      Y. Li, S. Kaneko, Y. Komoto, S. Fujii, T. Nishino, M. Kiguchi
    • Journal Title

      Phys. Chem. C

      Volume: 120 Issue: 29 Pages: 16254-16258

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b04862

    • NAID

      130006245143

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Site selection in single-molecule junction for highly reproducible molecular electronics2016

    • Author(s)
      S. Kaneko, D. Murai, S. Marques-Gonzalez, H. Nakamura, Y. Komoto, S. Fujii, T. Nishino, K. Ikeda, K. Tsukagoshi, M. Kiguchi
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 138 Issue: 4 Pages: 1294-1300

    • DOI

      10.1021/jacs.5b11559

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High electronic couplings of single mesitylene molecular junctions2015

    • Author(s)
      Y. Komoto, S. Fujii, T. Nishino, M. Kiguchi
    • Journal Title

      Beilstein J. Nanotech.

      Volume: 6 Pages: 2431-2437

    • DOI

      10.3762/bjnano.6.251

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Rectifying electron-transport properties through stacks of aromatic molecules inserted into a self-assembled cage2015

    • Author(s)
      S. Fujii, T. Tada, Y. Komoto, T. Osuga, T. Murase, M. Fujita, M. Kiguchi
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 137 Issue: 18 Pages: 5939-5947

    • DOI

      10.1021/jacs.5b00086

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Single-molecule conductance measurement of Ru(bpy)3 derivative2017

    • Author(s)
      Y. Komoto, S. Fujii, T. Nishino, M. Kiguch, Y. Tamaki, O. Ishitani
    • Organizer
      European conference on surface science 33
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ベンゼンジチオール単分子接合の電流-電圧特性計測及び熱起電力計測2016

    • Author(s)
      小本祐貴,藤井慎太郎,中村恒夫, 多田朋史, 木口学
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 非対称な分子-電極界面構造を有する単分子接合の電流-電圧特性2016

    • Author(s)
      小本 祐貴, 藤井 慎太郎, 木口 学
    • Organizer
      分子科学討論会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Thermopower and current-voltage characteristics of 1,4-benzenedithiol-single-molecule junction2016

    • Author(s)
      小本 祐貴
    • Organizer
      表面・界面スペクトロスコピー
    • Place of Presentation
      仙台
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Thermopower and current-voltage measurement of1,4-benzenedithiol-single molecular junctions2016

    • Author(s)
      Y. Komoto, S. Fujii, H. Nakamura,T. Tada, M. Kiguchi
    • Organizer
      ECOSS32
    • Place of Presentation
      Grenoble (France)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Au-BDT単分子接合の電子状態及び吸着構造決定2015

    • Author(s)
      小本祐貴,藤井慎太郎,中村恒夫, 多田朋史, 木口学
    • Organizer
      第6回分子アーキテクトニクス研究会
    • Place of Presentation
      京都大学桂キャンパス
    • Year and Date
      2015-10-23
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ベンゼン誘導体を用いた単分子接合の電子状態計測2015

    • Author(s)
      小本祐貴,藤井慎太郎,木口学
    • Organizer
      第9回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Metal-molecule interface of the single molecular junction studied with current-voltage characteristic2015

    • Author(s)
      Yuki Komoto, Shintaro Fujii, Hisao Nakamura, Tomofumi Tada, Manabu Kiguchi
    • Organizer
      The 31st European Conference on Surface Science
    • Place of Presentation
      Barcerona
    • Year and Date
      2015-09-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 単分子レベルで金属―分子界面の完全解明に世界で初めて成功

    • URL

      http://www.titech.ac.jp/news/2016/035278.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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