Fabrication of nanogap electodes which have metal single dmains around nanogap.

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05222
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 28030:Nanomaterials-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Naitoh Yasuhisa 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ長 (10373408)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ナノギャップ電極 / エレクトロマイグレーション / 金属 / 再構成 / トンネル伝導 / ナノエレクトロニクス / 微細加工 / 表面科学

Outline of Final Research Achievements

In this study, we explored the possibility of improving the crystallinity of the electrode metal for nanogap electrodes, in which two electrodes face each other with a few nanometers. Nanogap formation has been performed on amorphous silicon oxide films, however, we have explored the control of nanogap formation utilizing a single-crystal substrate. The results of TEM measurements revealed that the fabricated electrode structure forms a moire structure with the underlying substrate, which clearly indicates substrate dependence for reconstruction of electrode metals.
In addition, by introducing organic molecules into the nanogap electrode and applying electric current to them, a bridged structure of a single molecule was realized. In other words, it was possible to form nanogap electrodes facing with the size of a single molecule, and we are looking forward to future developments.

Free Research Field

ナノエレクトロニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

２つの電極が数nmで向かい合ったいわゆるナノギャップ電極は、微粒子や分子と言ったナノ材料の電気的な特性を評価するプラットフォームとして用いられているが、電極自身の構造は制御されていなかった。我々は電極金属の結晶性を大きく改善させながら作製する手法を世界に先駆けて報告したが、今回さらに進めて、単結晶基板と電極金属との格子マッチングを取り入れることによる、電極金属の制御を目指した。その結果形成電極に基板面方位依存性を確認し、その制御の有効性を確認した。また、有機分子を取り入れ通電することによって単一分子架橋を実現し、当初とは別手法であるが、単分子サイズのナノギャップ電極の形成を実現した。