2017 Fiscal Year Research-status Report
Conductance measurements from a quantum molecular wire
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17K05060
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
横山 崇 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 教授 (80343862)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 彰治 分子科学研究所, 安全衛生管理室, 助教 (20192635)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 分子ダイオード / 走査型トンネル顕微鏡 / ドナー・アクセプター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２９年度は予定通りに、(1) エレクトロスプレー蒸着法の確立、(2) 分子ワイヤ伝導測定、(3) 分子内量子構造を持つ分子ワイヤの精密合成について研究を行なった。(1)のエレクトロスプレー蒸着法の確立では、分子ワイヤが凝集せずに分散して基板表面に吸着するように、スプレーイオン化の最適化や蒸着条件の見直しを細かく行った。エレクトロスプレーの場合、テイラーコーンやプルームの形状が微細なイオン形成の指標となる。これらについて蒸着に適した条件をある程度探ることができた。(2)の分子ワイヤ伝導測定では、ドナー型分子とアクセプター型分子を金属基板上に積層吸着させることで分子ダイオード構造を作成し、その伝導特性を走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて調べた。ドナー型分子としてはヘキサコロネン誘導体(HB-HBC)、アクセプター型分子としてはTCNQやF4-TCNQを用いた。Cu(111)を覆うようにHB-HBC分子を蒸着後、TCNQ分子をその上に蒸着して積層させることで分子ダイオード構造を作成した。TCNQ分子は室温蒸着ではHB-HBC分子上に積層しなかったかが、約200Kの低音で蒸着すると積層構造を形成することが明らかになった。このように銅基板上に分子ダイオード型積層構造を構築し、その上にSTM探針を持って来ることで、その分子ダイオードの伝導特性を計測することができる。実際にSTMを用いることで、I-V曲線が非対称なダイオード特性を計測することができた。(3) 分子内量子構造を持つ分子ワイヤの精密合成については、基板表面上に吸着した状態でも分子内配座を維持するために枠となる外骨格の導入を検討した。巨大分子になると、溶媒に対する可溶性が低くなるので、それを避けるような分子設計を行なった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前述の通り、平成２９年度は、(1) エレクトロスプレー蒸着法の確立、(2) 分子ワイヤ伝導測定、(3) 分子内量子構造を持つ分子ワイヤの精密合成について研究を行なった。
論文投稿までには至っていないが、(1)、(2)、(3)共に予定通りであり、概ね順調に進捗していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の方策としては、これまで通り、(1) エレクトロスプレー蒸着法の確立、(2) 分子ワイヤ伝導測定、(3) 分子内量子構造を持つ分子ワイヤの精密合成、に分けて研究を実施する。さらに、(3)分子内量子構造を持つ分子ワイヤの精密合成で得られている分子群の伝導特性計測を進める。(1) エレクトロスプレー蒸着法の確立がある程度進捗したので、(3)の分子群を実際に基板上に蒸着し、その吸着構造をSTMで調べると共に、その伝導特性を計測する予定である。
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| Causes of Carryover |
走査型トンネル顕微鏡装置の改良を予定していたが、実験の実施を優先して改良を次年度に繰り越すことにした。実験の進捗状況を見ながらであるが、今年度実施予定である。
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Research Products
(10 results)
