Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
本研究では、走査型プローブ顕微鏡を用いた原子・分子操作技術を活用して、単一ナノクラスターや単一分子の新しい機能・特性、さらに、それらの自己組織化構造の諸特性を明らかにする。以上の研究を通じて、単一のナノクラスター・分子を機能単位としたエレクトロニクスの基礎を開拓する。本年度は、前年度までに得られた「単一有機分子の機能創製」および「自己組織化単分子膜の創製」に関する知見に基づいて、「単一有機分子膜上での磁性原子の特性解明」に取り組んだ。その意義は、有機分子と磁性原子を組み合わせることで、巨大磁気抵抗効果に代表される新しい特性・機能の発現が期待できる点にある。超高真空環境下で、原子レベルで清浄な不活性金属基板[Au(111)]上にポルフィリン単分子膜を作成し、そこへ対蒸着させた鉄原子の吸着位置や電子状態を走査型トンネル顕微鏡(STM)により観察した。その結果、ポルフィリン分子膜上では、鉄原子が2種類の特徴長的な吸着状態を示すことを見出した。2つの吸着状態の差異は、特に局所電子状態に顕著にあらわれた。分子膜に吸着した鉄原子に対して、走査トンネル分光測定を行った結果、非占有の電子状態密度が、一方の鉄原子では完全に消失し、他方では2つの状態に分離することが明らかとなった。本結果は、鉄原子が分子膜上で物理吸着および化学吸着の状態にあることを強く示唆している。さらに、原子・分子操作技術により、これら2種類の吸着状態のスイッチ制御に取り組み、その結果、特定の条件下で物理吸着状態と化学吸着状態が切り替わることを明らかにした。しかし、残念ながらスイッチングの詳細な条件は特定できておらず、完全な制御に至っていない。今後、これら、スイッチング条件の特定・制御と併せて、詳細な鉄原子の吸着構造に関しても、実験・理論の両面からの包括的に解明していく。
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results, Peer Reviewed: 6 results, Open Access: 1 results) Presentation (62 results) (of which Int'l Joint Research: 25 results, Invited: 8 results) Book (2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)
Thin Solid Films
Volume: 674 Pages: 7-11
10.1016/j.tsf.2019.01.043
Nanotechnology
Volume: 29 Issue: 31 Pages: 315705-315705
10.1088/1361-6528/aac36b
Analytical Chemistry
Volume: 90 Issue: 15 Pages: 8954-8959
10.1021/acs.analchem.8b01118
Volume: 29 Issue: 49 Pages: 495701-495701
10.1088/1361-6528/aae0df
Scientific Reports
Volume: 8 Issue: 1 Pages: 1-12
10.1038/s41598-017-18605-2
130005974896
Physical Review B
Volume: 96 Issue: 15 Pages: 1554151-7
10.1103/physrevb.96.155415
http://www.sceng.kochi-tech.ac.jp/e_inami/
