2011 Fiscal Year Research-status Report
分子デバイス測定に向けた微小／薄膜試料の時間領域電子スピン共鳴装置の開発
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23655133
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
手木 芳男 大阪市立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00180068)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | ESR / 分子素子 / 分子エレクトロニクス / 時間領域測定 / 微小試料 / πラジカル / 電子スピン / 有機薄膜 |
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| Research Abstract |
ESRは、時間分解能が光学測定等に比べて低いが、電子状態の詳細な情報を得ることができる。また、光検出法や電流検出法を適用することにより、特定の発光物質の信号や、他の信号にうもれている伝導電子等の信号のみを選択的に検出することが可能である。これらの利点は、分子エレクトロニクスやEL、太陽電池等の機構解明にとり極めて強力な研究手段となる。本課題では、対象を有機物質に絞り、既存のESR装置の心臓部である空洞共振器の試料挿入部分等の軽微な改良により微小試料、薄膜試料の測定や、我々が研究してきたπラジカルの機能解明に応用する事を目指した挑戦的課題である。微小試料や有機薄膜試料等ではスピンの絶対量が極端に少ないため、試料挿入部に真空蒸着による微小電極を作成し改良することにより電極等を導入してもQ値を下げないで感度の向上を図るとともに測定方法の改良を行う必要がある。初年度は、ほぼ申請書の計画通り装置の試作と基礎データの収集を行った。（１）Q値を下げない合成石英（sprazil）の薄板上に、真空蒸着法を用いてヘリウムクライオスタットにも挿入できる検出リード線や電圧印加リード線を同時に直接蒸着プリントした電極を作成した。（２）比較的感度の高いCW－ESR測定と、電流検出ESR測定により有機伝導体の伝導電子が感度良く検出できるかを調べた。試料としてはTTF-TCNQの針状結晶を電解法と、拡散法で作成し、針状結晶1本で測定を行った。通電しながら測定するとＣＷ－ＥＳＲでは信号が感度よく検出できたが、電流検出ESR測定では信号が得られなかった。これは、選択した試料の方に問題があると思われるので、現在他の試料をテスト用の標準試料としてもちいる事を検討している。（３）超高速ロックインアンプを備品として購入し、サイン波をＴＴＬ変換する回路を付け加える事によりマイクロ波の高速変調測定を可能にした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ほぼおおむね予定通り進行しているが、一部に当初の計画にくらべ遅れが見られる。その理由は以下の通りである。（１）申請予算の6割が認められたため、超高速ロックインアンプの機種選定を再度行なった。結果的には、幸いなことに円高の関係でほぼ予定の性能を有する備品の購入ができたが、２カ月程度当初の導入予定時期に比べて導入が遅れた。（２）実際に測定を開始した際、導入した備品と他の装置間の通信に研究室のノイズ対策が必要であることが明らかになり、それに時間を必要とした。（３）電流検出測定用のテスト試料の再検討が必要になった。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、すでに記載した理由により3カ月程度の遅れが見られるので、できるだけ遅れを取り戻すよう努力するとともに、電流検出測定用のテスト試料の再検討が必要になったので、このテストに適合する試料探索を合わせて行う。それ以外は、当初の申請計画に沿って研究を進める予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
初年度に提出した交付申請書通りに使用予定。
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