2022 Fiscal Year Annual Research Report
Detailed characterization of SAMO utilizing Li@C60 films
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20H02808
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
山田 洋一 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (20435598)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上野 裕 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (00775752)
福本 恵紀 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特任准教授 (20443559)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 超原子分子軌道 / 内包フラーレン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超原子分子軌道（SAMO)とは、低次のRydberg軌道として理解される、有機分子の周辺に広く広がった、対象性の良い電子軌道である。これを電子電動に利用できれば、有機半導体の移動度向上に大きく貢献できる。しかし、SAMOはそのエネルギーが高く、これを実用化するにはエネルギーの制御手法が求められる。さらに、単分子のSAMOではなく、固体（薄膜）状態のSAMOが応用上重要となる。
本研究は、主にフラーレンの薄膜のSAMOに注目し、その精密計測と制御を目的とした。本研究では、特にSAMOが注目されている分子であるLi内包フラーレン（Li@C60, Li@C70)に着目した。本研究では、これらの高純度材料を研究分担者の上野が合成し、それをもちいた高純度な単分子層を作製することに成功した。この独自の高純度Li@C60, Li@C70を用いて、分子レベルでのSAMOの計測と評価が可能となった。特に今年度はLi@C70の薄膜の評価に取り組み、Li@C60とは異なる特徴をみいだしてきた。フラーレンの内部空間中のLiの位置によるSAMOエネルギーが変化する可能性を実験的に示し、現在理論計算でそれを確認し、その結果を現在論文を準備している。これらの結果に基づき、SAMO研究のさらなる発展的な課題として、「SAMO工学の開拓」が挑戦的研究（開拓）に採択された。
一方、本研究では、新規なSAMo計測の手法の開拓を進めてきており、電解電子放射顕微鏡（FEM)を用いた単分子のSAMOイメージングが可能であることが明らかにしてきた。これにより、単分子のSAMOを実時間、実空間で観察することが可能となってきた。これに関する原著論文が現在投稿中である。
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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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