2016 Fiscal Year Research-status Report
励起状態が隣接したナノ構造間を移動する機構のSTM発光による解明
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16K04988
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
櫻井 亮 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 (60280731)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 分子クラスター / 有機金属錯体 / 電荷移動 / スピン / 走査型トンネル顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の目的：①走査型トンネル顕微鏡によって生成した励起状態からのエネルギー移動過程を解明する目的で、数nmから数10nm程度の大きさの酸化物や有機物のユニークな構造体を表面に作成する ②トンネル電子によって引き起こされるエネルギー移動を観察するため、効率良く光を集光・移動・検出する計測システムを再構築する。③ナノ構造の単体から放出される光と、それらの集合体から放出される光の特性を比較検討して、光放出メカニズムを構築し、光学遷移過程とその周辺環境との関連性を解明する。以上の目的を実現するため、ナノシート上に平均直径2 nmの有機金属錯体分子で構成するナノクラスターを重合反応によって作成した。分子クラスターの構造を透過型電子顕微鏡やX線回折法を用いて評価して、ナノクラスターが重合反応に用いた有機金属分子のみで構成されていること、規則正しく整列していることを見出した。X線光電分光法によってナノクラスターを構成する原子の電子状態を評価し、有機金属錯体分子からナノシートへの電荷の移動によってスピンが生成されていることを見出した。さらに、クラスター内やクラスター間での分子スピン間の相関、スピンのゆらぎや協力現象、熱的なゆらぎとスピン間の相互作用が生み出す相転移現象などの非線形効果を見出した。これは、上述した研究目的のみならず、分子デバイス・分子量子コンピュータの研究に拡張できるユニークな結果である。ナノクラスターの個別現象の計測と解明を通して、平均的で巨視的なユニークな特性の解明に努める。
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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
研究目的①に記述した2 nm程度の直径を持つ一様な分子ナノクラスターを重合する手法を見出せたから。
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| Strategy for Future Research Activity |
分子ナノクラスターの諸特性を解明すると同時に、当初の目的である走査型トンネル顕微鏡による評価（光放出特性も含めて）を実施して、集団的な特性と個別の特性とが協奏する現象を評価・解析する。
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| Causes of Carryover |
使用額の差が生じた理由は、ユニークなナノクラスターの評価・解析に時間がかかり、目的②の装置改良が遅れているため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ナノクラスターの評価に合わせた装置改良を実施する。
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Research Products
(1 results)
