2010 Fiscal Year Annual Research Report
単電子/正孔トンネルデバイス回路の単一分子内集積化のための分子開発
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22310073
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| Research Institution | Institute for Molecular Science |
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Principal Investigator |
田中 彰治 分子科学研究所, 分子スケールナノサイエンスセンター, 助教 (20192635)
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| Keywords | 分子スケールエレクトロニクス / 単電子トンネル素子 / 巨大分子 / オリゴチオフェン / 分子ワイヤー / 分子スイッチ |
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| Research Abstract |
[1]格子状大形分子の精密構築プロセスの開拓:単電子/ホールトンネル素子を格子状の単分子骨格内に集積化するための構造ブロックとして、イミダゾール系とピロール系のT字型三端子パーツの合成を進展させた。特に、「応用範囲の広い単分子内トンネル接合、静電接合の作り分け」を目指し、ジアリールーピペラジン系を主鎖や側鎖に導入した三端子パーツ群を開発した。これらの分子ブロックでは、パイ軌道間の距離や二面体角、また共役鎖内の電荷分布等のチューニングにより「接合部近傍における主鎖-側鎖間の電子的相互作用の精密制御」が可能となる。なお、主鎖と側鎖が導電/絶縁接合された三端子パーツについては既に各種、合成済みであり、本計画における必須パーツ群は一通り揃ったことになる。
[2]分子内トンネル接合系の設計仕様の決定:既に開発済みのアンカー・絶縁被覆付きオリゴチオフェン鎖の単分子伝導度の温度変化の計測結果から、鎖長6-7nm領域でトンネル伝導からポーラロン伝導(ホッピング伝導)へと変化することを確認した(阪大・多田G)。以上から、チオフェン系パイ共役鎖中の電荷担体のフリーサイズを6-7nmと想定でき、この値の整数倍(n)の鎖長をもった分子セグメントを用いれば、その設定数(n)の荷電担体を安定に保持できるクーロン島を構築可能と期待できる。
[3]格子状大形分子の基板上への精密実装技術の探索:各種SPM法による「基板上に設置した大型分子の実空間観測と物性計測」は、本研究における基幹技術である。そのため、パルスジェット法による大型分子の基板上への配置技術のルーチン化を進めてきたが、置換基によっては単純なパルスジェット法では良質なサンプルを作成することが困難であることが判明した。そこで、より一般性のある分子配置手法として、エレクトロスプレーイオン化法の適用を進めている(横市大・横山G)。
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