2015 Fiscal Year Research-status Report
個々の有機分子を自己組織的に配列させた超高密度記録媒体の試作
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15K04630
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
鈴木 孝将 福岡大学, 工学部, 教授 (10580178)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柳生 数馬 福岡大学, 工学部, 助教 (90609471)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ナノ表面・界面 / 走査トンネル顕微鏡 / 有機半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、Ge/Si(001)表面上に有機半導体である3,4,9,10 perylene tetracarboxylic dianhydride (PTCDA: C24H8O6)分子を個々に自己組織的に規則配列させて、1個のPTCDA分子が1ビットに相当する様な超高密度記録媒体の原理実証プロトタイプを試作する。
平成27年度は、半導体産業で将来シリコン基板の代わりになりうる有望な半導体基板であるGe(001)清浄表面上に室温でPTCDA分子を少量吸着させて、その化学吸着構造を走査トンネル顕微鏡(Scanning Tunneling Microscopy: STM)を使って詳細に調べた。
その結果、Ge(001)清浄表面上ではPTCDA分子の化学吸着構造は一種類しか存在しないことが分かった。これは、複数の化学吸着構造が現れるSi(001)清浄表面上での結果とは異なる結果である。さらに、東京大学の理論計算の研究グループと協力して、STMシミュレーション像を計算して、このGe(001)表面上の化学吸着構造を原子レベルで解明した。これらの結果は、国際英文誌に学術論文として近々投稿する予定である。
平成28年度は、500℃のSi(001)表面上に数原子層のGeを真空蒸着することで作製したミッシングダイマー列構造(Geダイマーが横一列に並んで抜けた構造)に、PTCDA分子を室温で真空蒸着して、分子をミッシングダイマー列構造に沿って自己組織的に規則配列させる実験を行う予定である。計画通りに作製できたかどうかは走査トンネル顕微鏡で観察し確認する。
また、これまでに得られたSi(001)とGe(001)表面上での実験結果と比較して、Ge/Si(001)表面上でのPTCDA分子の化学吸着構造の解明も行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実験計画では、平成27年度はGe/Si(001)表面上にミッシングダイマー列構造を作製して、その上にPTCDA分子を真空蒸着し、分子をミッシングダイマー列構造に沿って自己組織的に規則配列させる実験までを行う予定であった。しかし、当年度に福岡大学の学内資金による特別招へい外国人研究者が研究室に滞在して優先的に実験装置を使用したので、Ge/Si(001)表面上での実験より先に、Ge(001)清浄表面上のPTCDA分子の振る舞いとその化学吸着構造を調べる実験を行った。
その結果、複数の化学吸着構造が現れるSi(001)清浄表面上とは異なり、Ge(001)清浄表面上ではPTCDA分子の化学吸着構造は一つしか存在しないことが上記の様に分かった。これは、PTCDA分子はSi(001)表面上よりもGe(001)表面上の方が動き易い(または拡散し易い)ということを示しており、Ge/Si(001)表面上での自己組織的な規則配列の形成に期待が持てる結果である。
これまでに得られたSi(001)とGe(001)清浄表面上での実験結果と、平成28年度に行うGe/Si(001)表面上での実験結果を比較することにより、さらに深い知見が今後得られるので、本研究課題の進捗状況はおおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の今後の推進方策は、概ね研究計画に沿って行う予定である。研究を遂行する上での課題等は、今のところは発生していない。
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| Causes of Carryover |
研究計画では、今年度にSTM装置への騒音ノイズを遮断する防音室を設備備品として購入する予定であった。しかし、本科研費の提出締切後に、該当研究室が入居する老朽化した福岡大学工学部4号館の建替えが急遽決定された。そのため建替え後に移設困難等の理由で防音室が数年で使用不可になる事態を避けるために、平成27年度は防音室の購入を一旦見送り、走査トンネル顕微鏡の制御装置を購入した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度内に新棟の仕様・設計が最終決定される予定なので、新棟の実験室のサイズや防音の仕様等を検討してから、新たに防音室の購入の是非を金額的に可能かどうかも含めて検討する。
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Research Products
(5 results)
