2003 Fiscal Year Annual Research Report
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14654135
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| Research Institution | Okazaki National Research Institutes |
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Principal Investigator |
小川 琢治 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 教授 (80169185)
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| Keywords | クーロンブロッケード / ルテニウム錯体 / 分子電子素子 |
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| Research Abstract |
通常の単電子トランジスターは、シリコンや金属微粒子などを電荷プールとして用いている。この場合の静電反発エネルギーは粒子の大きさにより決まるため、粒子径が揃わないと特性がばらつくことになる。それに対して、有機分子は分子軌道に応じた独自のレドックス電位を持っており、必ず一定の値になる。この特性を活かした素子を作成しようとした。
ルテニウム錯体を電荷プールとする有機分子を合成し、20〜100nmのギャップ電極に入れ、その電気特性を計測することで、有機分子を電荷プールとする単電子トランジスターの可能性について研究を行った。
分子の導入の仕方として、次の3つの方法を用いた。
(1)分子の希薄溶液を電極にキャストした。
この様にして作成したデバイスを、10^<-4>Paの真空中で室温においてI-V計測を行った。クーロンブロッケードと解釈できるI-Vの非連続性は見られたが、1度目のスキャンと2度目のスキャンの結果が異なり、分子が電圧を掛けることにより動いてしまい、再現性が乏しいことが判った。
(2)分子をポリ塩化ビニルの中に溶解し、これを電極にキャストした。
かなり再現性良くdI/dV-Vのピークが見られた。しかし、やはり電圧スキャンを繰り返すに従い、次第にピークの場所が移動したり、電流がブロックされる領域が次第に変わっていったりして、十分な安定性には欠けていた。
(3)ルテニウム錯体の両端にターチオフェン部位を導入し、これをナノ電極に電気化学的手法でポリマー化して直接結合した。
この素子の再現性は非常に高く、温度依存性も高い再現性で求めることが出来た。得られたI-V特性は、フランケル-プール機構で解析を行った。しかし、2〜3次元クーロンブロッケードと解釈出来る可能性も高く、現在そのシミュレーション法を開発中である。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] Koiti Araki, Hiroaki Endo, Gou Masuda, Takuji Ogawa: "Bridging nanogap electrodes by in situ electropolymerization of a bis-terthiophenylphenanthroline ruthenium complex"Chem.Eur.J. (in press). (2004)
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[Publications] Koiti Araki, Hiroaki Endo, Hirofumi Tanaka, Takuji Ogawa: "Simultaneous Multi Curve Fitting Analysis of Temperature Dependent I-V Curves from Polythiophene Bridged Nanogap Devices"J.J.Appl.Phys.. (in press). (2004)
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[Publications] 佐藤弘一, 小川琢治: "先端科学シリーズVI"丸善株式会社. (2004)
