2017 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 | ナノドット / 自己組織 / 電荷移動 / 緩和 / 結晶成長 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、１）ナノスケールの構造体を作成して構造体間のエネルギーや情報の移動過程を光検出走査型プローブ顕微鏡法を用いて解明すること、２）励起状態の移動によるスピン操作の可能性の探索することにある。
平成２８年度からナノスケールの構造体の新規作成と特性評価を中心に実験を進めている。酸化グラフェンシート上に有機金属錯体分子のナノドットを作成する技術を開発し、ナノドットの基礎特性を調べている。ナノドットの大きさは２nm程度である。酸化グラフェンシートと有機金属錯体分子との電荷移動によって分子に含まれる金属イオンのイオン価数が変わることを見出した。分子の持つアミノ基とシートの持つカルボシル基とが共有結合を作り、シートと共有結合した分子を結晶核として表面拡散分子が規則正しく並ぶことでナノドットが形成されることを見出した。さらに、分子とシートの電荷移動は主にこの結合を介して行われるため、ドットサイズの増加と共に吸着した分子からシートへの電荷移動に必要な経路が長くなる。したがって、電荷移動によってドットのエネルギーを安定化する機構が損なわれるため、サイズが均一化される。
大気中で動作する走査プローブ顕微鏡のピークフォースモードを用いて、個々のドットの形状や分布を調べた。高さ方向の平均値は1.5 nmである。また、電荷移動の結果として個々の分子がスピンを持つため、分子ナノドットのスピンに対する磁化率の周波数依存性や緩和現象を測定し解析した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
作成した分子ナノドットの応答特性が非常に面白く、測定、解析、解釈に時間を要したため。
走査プローブ顕微鏡による分子ナノドットの観察が予想以上に困難であったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
ナノドットのユニークな応答特性を解明した後、当初の目的である光検出走査プローブ顕微鏡法によるナノドットの観察をすすめ、ナノドット間のエネルギー移動のメカニズムを解明やエネルギー移動に伴うスピン操作の可能性を探索する。
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| Causes of Carryover |
１）作成したナノドットの特性評価、解析、解釈に時間がかかりすぎたため。
２）作成したナノドットが非常に柔らかであったため、走査プローブ顕微鏡の通常モードで計測して評価することが困難であった。したがって、実験の進展に遅れが生じた。
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