Investigation of possibility of single molecule photochromic reactions with plasmonic effect

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02717
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: SHIMIZU Tomoko 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (00462672)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 走査型トンネル顕微鏡 / フォトクロミック分子 / 単分子反応 / 自己組織化

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to investigate the possibility of single-molecule switching of one of the photochromic molecules called diarylethene. Using scanning tunneling microscopy (STM), we performed experiments such as light irradiation and electron injection to single diarylethene molecules adsorbed on copper and silver surfaces.
We found that isomerization reactions are likely hampered when molecules are assembled to form monolayers or clusters. We also observed that dissociation competes with the isomerization reactions even when the molecules are isolated from one another.

Free Research Field

表面科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、有機分子1個を1ビットとした有機メモリの実現に不可欠な要素技術の検証という意義があった。密に規則正しく分子を並べることは大容量の観点で重要であるが、同時に分子同士の相互作用がスイッチング現象に影響を及ぼすことが明らかとなった。電極金属との相互作用も重要なファクターである。このような詳細は、近未来のデバイス創成における基礎情報として重要であると同時に、表面化学分野における興味深い現象を発見したという意味でも重要である。