2012 Fiscal Year Annual Research Report
単分子磁石に対する原子空間分解能を持つスピン状態測定と操作
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22241026
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
米田 忠弘 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30312234)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 恵一 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (80374742)
濱田 幾太郎 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (80419465)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 走査型トンネル顕微鏡 / 走査型トンネル分光 / 有機分子ラジカル / 分子マニピュレーション / 近藤効果 / スピン検出 / スピン制御 / 表面キラル |
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| Research Abstract |
近藤効果を用いた表面吸着分子のスピン検出と表面磁性についての研究を行った。近藤効果は金属半導体での研究に比較して、分子についてその効果はあまり調べられておらず、有機分子から生じる磁性研究に活用される可能性がある。まず安定有機ラジカルである1,3,5-triphenyl-6-oxoverdazyl (TOV)を金表面に蒸着させた系で近藤効果を調べた。STM像には分子の三角形の形状を反映した分子像が明瞭に観察された。2種類のTOV分子が確認され、検討の結果これらはTOVとHが分子に吸着したTOV-Hであることが判明した。TOVとTOV-Hに対する近藤ピークを調べた結果、TOVでのみピークが観察された。これはTOVのスピンとHの吸着によるスピンの消失とでよく説明され、純粋有機分子ラジカルで世界に先駆けて近藤効果を観察した。
他方、新しく合成したフタロシアニンとナフタロシアニンの2枚のヘテロな配位子がテルビウム原子を挟んだ、2,3-Naphthalocyaninato (NPc) Phthalocyaninato (Pc) Tb(III) （TbNPcPcと表記）について、膜形成時の磁気的挙動を調べた。Pc-up分子とNPc-up分子は表面キラル状態を形成し、2つの分子は異なった物性を持つ。TbPc2分子と同じくTbNPcPc分子でも不対電子が作る近藤状態が出現し、スペクトルには上に凸のピークとして観測された。被覆率が上昇すると、NPc-up分子だけで構成される1次元鎖が出現する。その場所では近藤ピークが凹のdipとして観察された。これはスピン間の相互作用であるRKKY相互作用によって形成されたと考える。さらに被覆率を上昇させ、単層膜を形成した場合、スピンは消滅する。分子の設計により、スピンに多様性を持たせた膜形成の可能性を示した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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