2017 Fiscal Year Annual Research Report
Measurement of single molecular devices by development of novel graphene flat electrodes
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16H03829
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
大川 祐司 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主席研究員 (40242169)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 真一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 招聘研究員 (00590085)
新ヶ谷 義隆 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (40354344)
有賀 克彦 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA主任研究者 (50193082)
中払 周 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主幹研究員 (90717240)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ナノデバイス / ナノ材料 / 走査プローブ顕微鏡 / ヘリウムイオン顕微鏡 / 単分子デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
情報デバイスのさらなる発展のためには、集積回路を構成する素子をさらに微細化・低消費電力化する必要があり、そのための革新技術の開発が必要とされている。個々の有機分子に電子デバイスとしての機能を持たせる単分子デバイスはその有力候補であり、実現するには外部と信号のやりとりをするための電極を単分子に確実・安定に接続する技術を確立する必要がある。そこで本研究の目的は、我々が開発した、グラフェンの電気伝導特性を局所的に制御する技術を応用することにより、電極部分と絶縁部分に原子レベルの段差すら無い革新的フラット電極を開発し、単分子デバイスなどのナノデバイスへの安定な電気的接続を確実に行う方法を提供することである。
まずは昨年度に引き続き、主にサファイアを基板として用い、そこに作成した単層グラフェンにヘリウムイオン顕微鏡を用いて原子レベルの欠陥を局所的に導入する事を試みた。ヘリウムイオン顕微鏡装置内における単層グラフェン試料の電圧-電流特性の測定に関して、測定ノイズを減少するようにさらなる装置の改造を行なった。この改造を行った装置を用いて、ヘリウムイオン顕微鏡による欠陥サイト導入の条件の最適化等をさらに行っていく予定である。
また、ヘリウムイオン顕微鏡で欠陥サイトを導入した単層グラフェンにジアセチレン分子膜を作成する試みを行った。きれいな分子膜を作成する条件について、さらなる検討が必要である。
基板として六方晶窒化ホウ素の利用も検討しているが、その研究の中から、ジアセチレン分子の重合反応における自己増感作用に関する知見を得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究代表者の昨年からの病気について、本年再び転移・再発が起きてしまい、本年も長期間の入院および自宅療養が必要であった。自宅療養期間が終わった後も、病気の治療を優先するために、仕事時間は極端に短くする必要があったため、思うようには研究が進捗しなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、ヘリウム顕微鏡によって単層グラフェンの局所的な電気特性の制御を行うための条件を調べ、フラット電極構造の作成方法を確立する。次いで、作成したグラフェンフラット電極上にジアセチレン分子膜をのせて重合させることで、絶縁体化した領域をまたぐように一本あるいは数本の導電性高分子鎖（ポリジアセチレン鎖）を作成する。絶縁体化していないグラフェン領域をポリジアセチレン鎖と電気的に接触する電極として用いることで、その電気伝導特性を計測する。
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