Investigation of possibility of single molecule photochromic reactions with plasmonic effect
| Project/Area Number |
20H02717
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
SHIMIZU Tomoko 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (00462672)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
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| Keywords | 走査型トンネル顕微鏡 / フォトクロミック分子 / 単分子反応 / 自己組織化 / ジアリールエテン分子 / 分子クラスター / 走査型プローブ顕微鏡 / 光反応 / プラズモン効果 / 光異性化反応 |
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| Outline of Research at the Start |
１つの分子を1ビットとした有機メモリデバイスの実現のため、高いプラズモン効果を有する金属基板にフォトクロミック分子の一種であるジアリールエテンを規則正しく配列させ、個々の分子の光異性化反応を制御できるか検証する。ジアリールエテンは２つの異性体の熱安定性が高く室温動作が見込まれる。加えて、一部の金属基板上では均一単分子膜の形成が可能であることが示されている。本研究では、走査型プローブ顕微鏡のプローブ探針と金属基板が作り出すナノギャップに分子を位置させることでプラズモン効果により反応効率を高めオン－オフ制御を実現し、プローブ顕微鏡の種々の分光により２つの異性体の状態判別法を確立することを目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
The aim of this study was to investigate the possibility of single-molecule switching of one of the photochromic molecules called diarylethene. Using scanning tunneling microscopy (STM), we performed experiments such as light irradiation and electron injection to single diarylethene molecules adsorbed on copper and silver surfaces.
We found that isomerization reactions are likely hampered when molecules are assembled to form monolayers or clusters. We also observed that dissociation competes with the isomerization reactions even when the molecules are isolated from one another.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、有機分子1個を1ビットとした有機メモリの実現に不可欠な要素技術の検証という意義があった。密に規則正しく分子を並べることは大容量の観点で重要であるが、同時に分子同士の相互作用がスイッチング現象に影響を及ぼすことが明らかとなった。電極金属との相互作用も重要なファクターである。このような詳細は、近未来のデバイス創成における基礎情報として重要であると同時に、表面化学分野における興味深い現象を発見したという意味でも重要である。
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Report
(4 results)
Research Products
(19 results)
