2022 Fiscal Year Annual Research Report
プラズモン効果による単分子フォトクロミック反応の実現検証
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20H02717
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
清水 智子 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (00462672)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 走査型トンネル顕微鏡 / ジアリールエテン分子 / 自己組織化 / 分子クラスター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は、銀Ag(111)表面にジアリールエテン分子を吸着した系について走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて調査した。実験は超高真空環境かつ液体ヘリウム温度(約5 K)で実施した。
分子を吸着すると、2つの異性体である閉環体と開環体が共存する状態が観察された。しかも、前年度までに研究対象とした銅Cu(111)表面上とは全く異なり、クラスター構造が観察された。クラスターは蒸着量や表面温度により変化した。構成要素、つまり閉環体と開環体のいずれから成り、またいくつの分子から成るクラスターかを調べるために、STMのプローブ探針で引っ掻くように走査し分解する、という手法をとった。
チェーン構造をもつクラスターは、複数個並んだ開環体分子に閉環体分子が2つ修飾されたものであった。三角形に近い構造で右巻きと左巻きのカイラリティを有するクラスターは開環体と閉環体が組み合わされた構造であった。試料を加熱すると現れた3回対称性をもつ構造がクラスターは閉環体のみからなるものであった。
以上のように、ジアリールエテン分子を銀Ag(111)表面に吸着させると, 金や銅など他の金属表面では確認されたことがない対称性の高いクラスターが形成されることが明らかとなった。その理由は、分子間相互作用と分子‐基板間相互作用の大小が基板金属により異なるためと考えられる。自己組織化の機構を理解するため、より単純な分子に対して分子動力学シミュレーションも実施した。
ジアリールエテンクラスターに対し光を照射し反応を試みたが、変化は観察されなかった。金属基板の電子状態と分子軌道が混成を起こし分子本来のスイッチングが阻害されている可能性の他、クラスター内では分子間相互作用も強く分子の異性化による構造変化が抑制されている可能性も考えられる。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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