2005 Fiscal Year Annual Research Report
共鳴的相互作用を利用した1分子の力学・電子物性計測
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17310069
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
新井 豊子 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 助教授 (20250235)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
富取 正彦 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助教授 (10188790)
村田 英幸 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助教授 (10345663)
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| Keywords | ナノ力学分光 / 表面局在相互作用分光法 / 電圧印加非接触原子間力分光法 / 化学結合力 / 非接触原子間力顕微鏡 |
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| Research Abstract |
本研究では、我々が独自に開発した「表面局在相互作用分光法」を活用して、固体表面上に形成された電子・光デバイスとして機能をもつ単一分子の構造とその結合状態・電子状態を原子スケールで解析することを目的とする。原子間力顕微鏡の探針と試料間に印加された電圧がもたらすフェルミ準位の変化を利用したナノ構造と界面の物性評価法の確立と、そのナノスケール加工技術への応用をめざす。さらに、先鋭化金属・Si探針を異原子・分子で精緻に化学修飾し、探針-試料間距離・印加電圧を変化させ、探針と単一分子との結合状態を準安定な状態から化学的に安定な状態にまで変化させ、そこで発現する結合状態・トンネル/接触電流・エネルギー散逸の特性変化を解析する。
表面局在相互作用分光法の高感度化をめざして、自己検出力センサーとして水晶振動子力センサーを導入する。チューニングフォーク型と長辺振動型水晶振動子を用い、振動特性を計測した。
従来取り組んできた探針清浄化・先鋭化技術をベースとして、超高真空中で清浄化した探針先端に活性分子を修飾する。現有の非接触原子間力顕微鏡用超高真空チャンバー中に少量のガスを導入し、探針のみを加熱して、探針のみに選択的にガス分子を吸着させる。まず、水素ガスを導入してシリコン探針上に水素吸着を試みた。清浄探針およびガス吸着探針を用いて、Si(111)7x7表面の非接触原子間力顕微鏡像を観察し、探針にガス吸着させると像が変化した。未だ探針先端にどの様な構造で水素が吸着しているかは解析できていない。
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