2018 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical study on a robust control of molecular spin state by pi-figuration
| Project Area | pi-System Figuration: Control of Electron and Structural Dynamism for Innovative Functions |
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| Project/Area Number |
26102017
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
多田 朋史 東京工業大学, 元素戦略研究センター, 准教授 (40376512)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
南谷 英美 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (00457003)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | 分子スピン / 単分子コンタクト / 量子輸送特性 / 第一原理計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はπ電子系分子の多彩な特性を活かした新規な電子デバイスを設計することを目的とし、そのπ電子に由来する微視的な情報を如何にしてロバストに保持し観測しうるか、の基盤技術を確立するための理論研究である。
分子スピンをターゲットとした場合、情報源としての有力候補は電子または核スピンであるが、それらのスピン状態（特に電子スピン）は環境との相互作用が強く、長時間保持は一般に容易ではない。本研究では、この情報保持をいかにして強固なものにするかの新概念を提案するものであり、さらにその情報を安全かつ、非破壊的に読み出すための基盤技術を確立することを目的とした理論研究である。
最終年度である本年度は、昨年度末までに見出した理想的な「分子スピン内包型π分子」について、第一原理計算による当該分子の電子/スピン状態解析を進め、ロバストなスピン状態の処理に必要なメカニズムの具体化を更に推し進めた。その結果、安定な分子スピンを内包するかご状分子として、分極性のかご状π分子が最適であり、そのかご状分子を単分子コンタクトさせる際には、クーロンブロッケード型単分子コンタクトが理想的であるという設計コンセプトを得た。クーロンブロッケード型単分子コンタクトとしては、かご状π分子のπ電子と電極とをデカップルさせるため、σ結合を介した多脚型分子接合を設計し、第一原理計算によりとても強固なクーロンブロッケード型単分子スピンコンタクトの理論設計を達成するに至った。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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