2006 Fiscal Year Annual Research Report
局所プローブによるナノリンク分子架橋系の分子物性の解明
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17069002
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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) |
高岡 毅 東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (90261479)
道祖尾 恭之 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (10375165)
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| Keywords | 走査トンネル顕微鏡 / 金微粒子 / 自己組織化 / ナノ電極 / カーボンナノチューブ / ブロッホ状態 / 干渉波 / 定在波 |
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| Research Abstract |
本年度には、原子単位で近接した電極の候補となる金微粒子の自己組織化構造の形成に成功し、またカーボンナノチューブの波動関数を可視化する実験を行った。
(1)金微粒子は分子伝導特性の電極として注目されているが、本研究ではそれらを自己組織化的にナノワイヤーとして形成する手法を開発した。作成手法は簡便であり金微粒子を用いた研究は多くの分野で見ることが出来るため、波及効果も大きいと考える。具体的には粒径が~20nm程度の金粒子を用いて、基板へ展開する手法としてエタノール溶媒に拡散させた金微粒子を溶媒を順次乾燥させることによって基板に展開しようとしたところ、規則的なナノワイヤーを形成することが出来た。このことは金微粒子と極薄い溶媒が共存するときに発生する粒子間の横方向の表面張力と溶媒の表面張力が競い合うことによって、スリップースティック的な金微粒子の規則構造形成が実現し、新奇なナノワイヤーが形成されたと考える。これらの自己組織化的電極を前年度に実現した、GaAsへき開基板上の原子スケールギャップ電極と組み合わせることで分子伝導測定に最適な電極が実現できると考えられる。
(2)分子の波動関数を可視化することはナノリンクでの分子の伝導特性を観察できる手法としては最も直接的な手法である。しかしながら原子分解能を有する走査型トンネル顕微鏡で観測した場合でも、像として観察されるのは波動関数φについて(φφ^*)である。このため例えばBloch関数として興味深い波動関数が得られた場合でも(φφ^*)においてはそれらは消滅してしまうことが多い。本研究ではカーボンナノチューブの先端で電子波が干渉し定在波として観察されるときこれらの波動関数本来の構造が明瞭に観察されることを実証し、波動関数を高い分解能で可視化した。
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