2011 Fiscal Year Annual Research Report
走査型プローブ顕微鏡による高次π空間系分子の精密電子物性計測と電子機能の発現
| Project Area | Emergence of highly elaborated pai-space and its function |
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| Project/Area Number |
20108011
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
真島 豊 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (40293071)
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| Keywords | π空間系分子 / 走査型トンネル顕微鏡(STM) / 走査型トンネルスペクトロスコピー(STS) / 分子配向スイッチ / 金属内包フラーレン / 負性微分抵抗 |
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| Research Abstract |
本新学術領域研究で合成される高次に組織化されたπ空間系分子の分子軌道を分子分解能走査型トンネル顕微鏡(STM)で観察し、走査型トンネルスペクトロスコピー(STS)により分子内コンダクタンスを精密に計測することにより、π空間系分子の新しい電子機能を明らかにすることを目的としている。また、無電解めっきを用いて作製したギャップ長5nmのナノギャップ電極に、π空間系分子を埋め込んだ分子デバイスを作製することを目的としている。本年度は、京都大学大須賀研究室にて新たな電子材料としての応用が期待される14個のπ電子に起因した芳香族化合物であるトリベンゾサブポルフィンのホウ素上アルキル基置換誘導体を合成して頂き、分子分解能STM/STSを用いて分子配向およびエネルギー準位の評価を行った。トリベンゾサブポルフィン誘導体がSTMTip先端についた状態で、基板上のトリベンゾサブポルフィン誘導体分子上でSTSのマッピング測定を行ったところ、サンプル電圧が-1.9Vで、相対する2つの分子のHOMO-LUMO間で共鳴トンネル現象が起き、負性微分抵抗現象が分子-分子間のトンネル現象が起こる位置関係の時のみ繰り返し観察され「分子共鳴トンネルダイオード」として機能することを明らかにした。また、東北大磯部研究室にて合成された環状ナフタレン分子[6]CNAPおよび[7]CNAPのSTM像の観察を試み、ドーナッツ状の分子軌道が観察される場合があることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本新学術領域研究の研究者との共同研究により、π空間分子の新しい機能として、トリベンゾサブポルフィンにおける負性微分抵抗現象を分子上のSTSマッピングにより再現性を含めてあきらかにし、トリベンゾサブポルフィン分子が分子共鳴トンネルダイオードとして機能することを明らかにしたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度である平成24年度は、ナノギャップ電極にπ共役系分子を導入した分子デバイスを構築し、これまでに見出してきた分子共鳴トンネルダイオード現象などを、固体基板上デバイスとしても機能することを実証することを目指す。
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[Presentation] Stable Chemically Assembled Single-Electron Transistors with Silicon Nitride Passivation Layer and Au Top Gate Electrode2012
Author(s)
Guillaume Hackenberger, 東康男, 加納伸也, 前田幸祐, 田中大介, 坂本雅典, 寺西利治, 大野恭秀, 前橋兼三, 松本和彦, 真島豊
Organizer
第59回応用物理学関連連合講演会
Place of Presentation
早稲田大学
Year and Date
2012-03-16
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[Presentation] Single-Electron Transistor by Using Gold Nano Particle and Nano Gap Electrode2011
Author(s)
N.Okabayashi, K.Maeda, T.Muraki, D.Tanaka, T.Teranishi, Y.Majima
Organizer
Joint conference of 5^<th> international conference on science and technology for advanced ceramics and 2^<nd> international conference on advanced materials development and integration of novel structured metallic and inorganic materials (STAC5-AMDI2)
Place of Presentation
Mielparque, Yokohama
Year and Date
2011-06-22
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[Presentation] Metal Bridge Structure with Air-Gap on Nanogap Au Electrodes for Nanodevices2011
Author(s)
Y.Azuma, S.Suzuki, K.Maeda, N.Okabayashi, D.Tanaka, T.Teranishi, M.R.Buitelaar, C.G.Smith, Y.Majima
Organizer
Joint conference of 5^<th> international conference on science and technology for advanced ceramics and 2^<nd> international conference on advanced materials development and integration of novel structured metallic and inorganic materials (STAC5-AMDI2)
Place of Presentation
Mielparque, Yokohama
Year and Date
2011-06-22
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