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2008 Fiscal Year Annual Research Report

ナノリンク分子の理論

Research Project

Project/Area Number 17069013
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

塚田 捷  Waseda University, 理工学術院, 教授 (90011650)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小林 信彦  筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (10311341)
森川 良忠  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (80358184)
常行 真司  東京大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (90197749)
馬越 健次  兵庫県立大学, 大学院・物理学研究科, 教授 (10116098)
上羽 弘  富山大学, 工学部, 教授 (70019214)
Keywords単分子エレクトロニクス / 分子架橋 / ナノ接合 / ナノ系電子輸送 / 電子状態 / 第一原理計算 / 化学吸着 / トンネル分光
Research Abstract

前年度に引き続き、擬ポーラロン形成による分子架橋の輸送特性における電極との相互作用の効果を研究した。各種オリゴアセン間の電流特性の相違をHOMO-LUMO準位の系統的な移り変わりに基づいて説明した。電子と分子振動または電磁場環境との相互作用により、電極と分子間の電子トンネル遷移確率が抑制される現象を系統的に明らかにし、ポーラロン閉塞という概念を明らかにした。特に電子損失スペクトル関数を位相の自己相関関数によって求め、この量がゼロバイアス異常や非弾性トンネル分光スペクトルと密接に関係していることを解明した。またコヒーレントな電子移動と、散逸的な電子移動との競合について明らかにした。ペンタセンおよびそれらの誘導体の基板表面上での薄膜形成機構とその結晶構造を理論的に予言・解析し、バンド構造の第一原理計算を行った。電子輸送に最も効率的なペンタセンのある誘導体を理論的に見出した。Ni表面に吸着したso2分子の軟x線発光スペクトルの計算結果をまとめ、実験グループとの共著論文として発表した。位相のずれにより表したコンダクタンスの表式に、フリーデル総和則を課したときに、原子数が奇数個の架橋鎖で量子化が起こることを示した。ベンゼンやペンタセン等、芳香族炭化水素と金属との界面での構造と電子状態、界面電気二重層の起源について研究を行った.ベンゼン/金属界面では、界面電気二重層の基板金属依存性は、分子一基板間距離に大きな要因が有ることがわかった。また、ペンタセン/金属界面では相互作用が強く、単純な電荷移動のみでは界面電気二重層は見積もれないことが明らかとなった。

  • Research Products

    (33 results)

All 2009 2008

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 13 results) Presentation (19 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Simulation of Non-contact Atomic Force Microscopy on Hydrogen and M ethyl Terminated Si(001) Surfaxes2009

    • Author(s)
      A. Masago, S. Watanabe, K. Tagami and M. Tsukada
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys. 48

      Pages: 025506-025510

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical Study of Crystal Structures and Energy Bands of Polyacene and Pentacene Derivatives2009

    • Author(s)
      Y. Otsuka and M. Tsukada
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn. 78

      Pages: 024713-1-11

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Adsorption of Bezene on Si(001) from NC-AFM Simulation2009

    • Author(s)
      A. Masago, S. Watanabe, K. Tagami and M. Tsukada
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys. 47

      Pages: 024713-1-11

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical investigation of the electronic structure of the Alq3/Mg interface2009

    • Author(s)
      S. Yanagisawa and Y. Morikawa
    • Journal Title

      J. Phys. : Condens. Matter 21

      Pages: 064247

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical Simulations of Non-Contact Atomic Force Microscopy of 5-(4-methylthiopheny1)-10-, 15, 20-tris(3, 5-di-t-utylpheypporphyrin Molecule on Grphene Sheet2008

    • Author(s)
      M. Harada and M. Tsukada
    • Journal Title

      Phys. Rev. B 77

      Pages: 205435-205440

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical Analysis of Cantlever Oscillation fro Dynamic AFM in Liquids2008

    • Author(s)
      M. Tsukada and N. Watanabe
    • Journal Title

      Jpn. J Appl. Phys. 48

      Pages: 6092-6095

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 6-bonding contribution of a strong it-acceptor molecule : Surface chemical bond of SO2 on Ni(100)2008

    • Author(s)
      T. Tokushima, et.al.
    • Journal Title

      Phys. Rev. B 78

      Pages: 085405-1-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical study of vacuum level shift at the C6H6/A1(111) interface2008

    • Author(s)
      Y. Nakano, S. Yanagisawa, I. Hamada, and Y. Morikawa
    • Journal Title

      Surf. Interface Anal. 40

      Pages: 1059-1062

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Role of molecular orbitals near the Fermi level in the excitation of vibrational modes of a single molecule at the STM junction2008

    • Author(s)
      M. Ohara, Y. Kim, S. Yanagisawa, Y. Morikawa, and M. Kawai
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett. 100

      Pages: 136104-1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electric field effect on the adsorption state of methylthiolate on Au(111)2008

    • Author(s)
      A. Nagoya, I. Hamada, and Y. Morikawa
    • Journal Title

      e-J. Surf. Sci. and Nanotechnology 6

      Pages: 99-102

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] First-principles theoretical study of A1q3/A1 interfaces : Origin of the interfacial dipole2008

    • Author(s)
      S. Yanagisawa, K.H. Lee, and Y. Morikawa
    • Journal Title

      J. Chem. Phys. 128

      Pages: 244704-1-13

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Heating of adsorbate by vibrational mode coupling2008

    • Author(s)
      H. Ueba, B.N.J. Persson
    • Journal Title

      Physical Review B 77

      Pages: 035413 (5)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Adsorbate hopping via vibrational-mode coupling induced by fern tosecond laser pulses2008

    • Author(s)
      H. Ueba, et.al.
    • Journal Title

      Physical Review B 78

      Pages: 113408 (4)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Theoretical investigation of the electronic structure of the A1q3/metal interfaces2009

    • Author(s)
      S. Yanagisawa, K. Lee, Y. Morikawa
    • Organizer
      The International Symposium "Simulations and Dynamics for Nanoscale and Biological Systems"
    • Place of Presentation
      Takeda Hall, The University of Tokyo
    • Year and Date
      20090304-05
  • [Presentation] 界面の科学一金属有機分子界面、固液界面、ナノ物質界面の性質と界面現象2009

    • Author(s)
      塚田捷
    • Organizer
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2009-03-31
  • [Presentation] 架橋系の電気伝導度とフリーデルの総和則2009

    • Author(s)
      小谷祐介、島信幸、馬越健次
    • Organizer
      日本物理学会64回年会
    • Place of Presentation
      立教大学
    • Year and Date
      2009-03-30
  • [Presentation] 第一原理計算によるベンゼン/貴金属界面の界面双極子に関する理論的研究2009

    • Author(s)
      豊田健治, 中野洋輔, 濱田幾太郎, Kyuho Lee, 柳澤将, 森川良忠
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      立教大学池袋キャンパス
    • Year and Date
      2009-03-29
  • [Presentation] Alq_3と金属表面の界面に関する理論的研究2009

    • Author(s)
      柳澤将、森川良忠
    • Organizer
      計算科学研究センター・ワークショップ2009「次世代理論化学の新展開と超並列計算への挑戦」
    • Place of Presentation
      自然科学研究機構岡崎コンファレンスセンター
    • Year and Date
      2009-01-19
  • [Presentation] Alq_3とMg表面の界面における電気二重層に関する理論的研究2008

    • Author(s)
      柳澤将、森川良忠
    • Organizer
      表面・界面スペクトロスコピー2008
    • Place of Presentation
      ホテルコスモスクエア-国際交流センター, 大阪
    • Year and Date
      2008-12-06
  • [Presentation] 第一原理電子状態計算による分子スイッチ機構の研究2008

    • Author(s)
      實宝秀幸、名兜耶彰洋、濱田幾太郎、森川良忠
    • Organizer
      表面・界面スペクトロスコピー2008
    • Place of Presentation
      ホテルコスモスクエアー国際交流センター, 大阪
    • Year and Date
      2008-12-05
  • [Presentation] Alq_3/Mg界面及びC_6H_6/貴金属界面の界面双極子に関する第一原理的研究2008

    • Author(s)
      柳澤将
    • Organizer
      有機EL討論会第7回例会
    • Place of Presentation
      金沢市文化ホール
    • Year and Date
      2008-11-20
  • [Presentation] Theoretical Study of Crystal Structures and Energy Bands of Polyacene and Pentacene Derivatives2008

    • Author(s)
      M. Tsukada and Y. Ohtsuka
    • Organizer
      Internationa Symposium on Surface Science and NanoTechnology
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2008-11-11
  • [Presentation] Theoretical study of the soft x-ray emission spectroscopy : Absorption me chanism of SO2 on Ni(100) surface2008

    • Author(s)
      K. Sodeyama, et.al.
    • Organizer
      The Ilth Asian Workshop on First-Principles Elec tronic Structure Calculations
    • Place of Presentation
      National Sun Yat-sen Univ ersity, Taiwan
    • Year and Date
      2008-11-04
  • [Presentation] 第一原理電子状態計算による分子スイッチ機講の研究2008

    • Author(s)
      實宝秀幸、名兜耶彰洋、濱田幾太郎、森川良忠
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      2008-09-23
  • [Presentation] ポリアセンおよびペンタセン誘導体の結晶構造とバンド構造2008

    • Author(s)
      塚田捷、大塚勇太
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      2008-09-22
  • [Presentation] 原子架橋系の電気伝導度とフリーデルの総和則2008

    • Author(s)
      小谷佑介、馬越健次、島信幸
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      2008-09-21
  • [Presentation] Theoretical simulation of dnamic mode AFM in water2008

    • Author(s)
      M. Tsukada, K. Tagami and N. Watanabe
    • Organizer
      11th International Conference on Non-Contact Atomic Force Microscopy
    • Place of Presentation
      スペインマドリッド市
    • Year and Date
      2008-09-18
  • [Presentation] Alq_3と金属表面からなる界面の原子構造と電子状態の第一原理的研究2008

    • Author(s)
      柳澤将、森川良忠
    • Organizer
      平成20年度第一回特定領域「ナノリンクの電気伝導」領域会議
    • Place of Presentation
      函館
    • Year and Date
      2008-07-03
  • [Presentation] First-principles theoretical study of Alq_3/AI interfaces : Origin of the interfacial dipole2008

    • Author(s)
      S. Yanagisawa, K. Lee, Y. Morikawa
    • Organizer
      The 1st International Conference of the Grand Challenge to Next-Generation Integrated Nanoscience
    • Place of Presentation
      日本科学未来館(東京)
    • Year and Date
      2008-06-06
  • [Presentation] Electric Field Effect on the Atomic Geometries and Electronic Structures of Adsorbed Molecules on Metal Surfaces2008

    • Author(s)
      Y. Morikawa, H. Jippou, A. Nagoya, I. Hamada
    • Organizer
      The 1st International Conference of the Grand Challenge to Next-Generation Integrated Nanoscience
    • Place of Presentation
      日本科学未来館(東京)
    • Year and Date
      2008-06-05
  • [Presentation] First-principles theoretical study of Alq_3 on Al and Mg surfaces2008

    • Author(s)
      S. Yanagisawa, K. Lee, and Y. Morikawa
    • Organizer
      International Conference on Quantum Simulators and Design 2008 (QSD2008)
    • Place of Presentation
      日本科学未来館(東京)
    • Year and Date
      2008-06-02
  • [Presentation] SO_2/Ni(100)における軟X線発光スペクトルと吸着機構に関する理論的研究2008

    • Author(s)
      袖山慶太郎, ほか
    • Organizer
      第11回理論化学討論会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学
    • Year and Date
      2008-05-23
  • [Book] Inelastic tunneling spectroscopy of single surface adsorbed molecules, in "Pro blems of Condensed Matter Physics"2008

    • Author(s)
      S.G. Tikhodeev, H. Ueba
    • Total Pages
      24 (358)
    • Publisher
      Oxford Science Publications

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Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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