2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study on catalytic activity of oxide surface using single molecule labeling and spin polarized tunneling electron spectroscopy
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16H03863
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
米田 忠弘 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30312234)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
道祖尾 恭之 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (10375165)
高岡 毅 東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (90261479)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 走査トンネル顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は酸化膜表面上での触媒化学反応を解析するため、従来のマクロな手法から発展させ、ナノの空間領域で化学分析が可能な解析手法を開発するものである。その目的達成のために走査型トンネル顕微鏡（STM）を利用することは多くの試みが有る。しかしながら空間分解能が十分であっても化学分析に用いるだけの分子識別ができないのが実情である。本研究では分子の化学分析に高い能力を持つと知られているスピンの分析を用いる。その目的のため、STMを用いたスピンの分析を高精度で行う手法を開発しており、特にスピンをラベルとして用いる方法で分子の分光を高精度化しようとしている。
本年度の実績として、スピン偏極STM（SP-STM）を用いて、分子の磁石としての向き（スピン偏極方向）を決定する技術を開発し、分子磁石がN極S極を反転させる様子を世界に先駆けて観察した。
実験には強磁性薄膜であるコバルト２重層島を金表面上に成長したものを基板として用い、一つの分子でも磁石として働く単一分子磁石（SMM）テルビウム・フタロシアニン２層錯体（TbPc2：Pc フタロシアニン）錯体をその表面上に吸着させた。また分子の磁石の向き（スピンの方向）はSTM探針をスピン偏極させ、トンネル磁気抵抗によって分子のスピンがそれと平行か反平行であるかによってトンネル電流が増減することを用いた。
その結果として分子のスピンの向きが、コバルト薄膜の磁石の向きと反対に揃う（反強磁性的）様子を観測し、さらに分子が磁石としてスピンの向きを保持しようとする性質をもって磁場履歴現象を示すことに成功した。本実験により、SMMは表面で独立した磁石として振る舞うことが初めて示され、スピンラベルとして有用であることが実証された。
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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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