2007 Fiscal Year Annual Research Report
溶液中における単一分子・原子鎖の安定架橋構造形成と電子伝導
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17069001
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
木口 学 Hokkaido University, 大学院・理学研究院, 講師 (70313020)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村越 敬 北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (40241301)
並河 英紀 北海道大学, 大学院・理学研究院, 助手 (30372262)
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| Keywords | 単一分子伝導 / 金属ナノワイヤー / 量子化コンダクタンス / 電気化学 |
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| Research Abstract |
今年度は溶液内および超高真空極低温にて金属電極に単分子を導入しその伝導度および振動スペクトル計測を行った。
STMを用いて、溶液内にて新たな金属-分子接合系の探索を行った。ベンゼンの末端をイソシアニド,イソニトリル、チオール、アミド、カルボキシル基で置換した分子をエーテル中に溶解し、溶液内にてAu,Pt接合を機械的に作製した。その結果、金属接合破断直後に接合の伝導度が階段状に変化する様子が観測された。1段の伝導度変化がほぼ一定であることから、この1段の伝導度変化から1分子の伝導度を決定した。その結果、Au-CN,Pt-CN,Pt-S,Au-NH_2,Pt-NH_2,Au-COOH,Pt-COOHなどの新規接続部位をもつ単分子について伝導度を決定することに成功した。
また今年度は超高真空、極低温で動作する伝導度-単分子の振動スペクトル同時計測装置を作製した。金属ナノギャップ作製用にmechanically controllable break junction(MCBJ),分子導入にヒータ付きのキャピラリを用いることで、機能性分子など比較的分子量の大きな分子についても清浄な単一分子接合を作製することが可能となっている。本装置を用いて、Pt電極に架橋した水素単一分子接合、Pt電極に架橋したべンゼン単一分子接合、また水素中のAu,Ag,Cu,Pd単原子接合において単分子の振動スペクトル計測に成功した。特にPt電極に架橋した水素については、水素単一分子接合を伸長した際の伝導度変化を定量的に評価することで、水素単一分子を架橋したPt単原子ワイヤーが形成される過程を明らかにすることに成功した。
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