2019 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding of transitions between excited states across neighboring nanostructures by using a technique of STM-induced light emission
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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 – 2020-03-31
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| Keywords | 分子磁性 / 表面磁性 / 電荷移動 / 自己組織化 / 表面を介した相互作用 / ２次元磁性 / スローダイナミクス / 磁気フラストレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の当初の目的は、ナノスケールの分子構造体を表面に制御して作り、走査型トンネル顕微鏡誘起発光法を用いて、プローブから入射したトンネル電子が分子構造体間を光学遷移する過程を詳細に調べることにあった。
研究の第一段階として、ナノシート表面に分子構造体を作成する方法に取り組んだ。溶液中の表面化学反応(On-Surface Chemical Reaction)を用いて、酸化グラフェンナノシート表面にナノスケールサイズの分子構造体を自己組織的に作ることに成功した。有機金属錯体分子に付与したアミノ基とナノシート表面のカルボシル基間でペプチド結合した分子を結晶核とする方法である。反応を誘導するカップリング試薬の有無や反応時間を調整することにより、種々の幾何配置をした分子構造体を作成することに成功した。さらに、分子とナノシート間の電荷移動により、分子に含まれる金属イオンのイオン価が＋２から＋３へと変化して不対スピンが生まれ、各分子が孤立したスピンを持つことを見出した。100個から500個程度の分子を規則的に並べた構造体が表面に分散した２次元プラットフォームであり、強い交換相互作用がスピン間に働く系（例えば、強磁性微粒子アレーや規則的な強磁性パターンなど）ではなく、スピン間に弱い相互作用が働く系である。表面化学反応により分子を自己組織的に並べる簡易な手法であり、種々の新しいシステムを創り出すことが可能なプラットフォームである。この試料作成を軸にして、分子構造体の幾何的な配置により生まれる２次元磁性を解明している段階にある。分子スピン構造体が近づくと異なる構造体のスピン間に相関や協力が生まれ、常磁性からスピングラス的な特性へと徐々に変化する。これに伴ってスローダイナミクスや磁気フラストレーションなどの新しい機能を発現する。新しい分子磁性の進展が期待される。
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Research Products
(5 results)
