2022 Fiscal Year Annual Research Report
Electromechanical Properties of Single-Molecule Junctions
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20K05245
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
藤井 慎太郎 東京工業大学, 理学院, 特任准教授 (70422558)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 分子接合 / 電気伝導度 / 熱起電力 / ブレイクジャンクション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
単分子接合は、単分子素子としての応用や有機ELなどの有機電子デバイスにおける金属―分子界面のモデル系、そして金属と単分子が複合した新物質として注目を集めている。これまで多様な単分子接合が研究され、スイッチ、ダイオードなどの単分子接合に特有な物性の可変性に基づいた機能発現が報告されてきた。単分子接合では界面構造や分子配座が可逆的に変化し、電子状態、電気輸送特性、熱電特性などの物性が力学応答性を示す。本年度は、ヘリセン分子の単分子接合について、機械的に分子配座を変化させることで、単分子接合の熱電能の機械的変調性について調べた。単分子接合のゼーベック係数はフェルミ準位における単分子接合の電子透過率のエネルギー微分に比例するため、単分子接合の透過率と同様に、熱電能も分子配座の変化によって大きく変化することが期待される。まず、ブレイクジャンクション法により金電極間に単分子接合を作製した。そして、作製された単分子接合に温度勾配を与え、機械的な外力を加えながら熱起電力を計測し、単分子接合のゼーベック係数を求めた。機械的外力によりヘリセン分子の配座変化を誘起することで熱電能が変調されることを確認した。前年度までに遂行した研究結果をもとにフラーレンやビピリジンなどの標準分子とヘリセン分子の熱電能の変調性を比較すると、ヘリセン分子は高い熱電能の変調性を示すことが明らかとなった。理論的なシミュレーションを行うことで単分子接合の熱電能変調性は外力印加に起因する分子軌道エネルギー準位のシフトであることを見出した。
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Research Products
(9 results)
