2013 Fiscal Year Annual Research Report
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24310083
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
石田 敬雄 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 研究グループ長 (40281646)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 分子エレクトロニクス / 電子移動能 / 金属錯体 |
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| Research Abstract |
錯体超分子膜の量子効果発現の観察のために、25年度はルテニウム錯体分子膜に関して１）2種類のルテニウム錯体交互積層膜、２）1種類のルテニウム錯体分子を用いた際に分子間に存在する金属を別の分子と見立てた量子効果の発現を狙う積層膜の2種類について研究を行った。１）についてはジルコニウム金属イオンを介してルテニウム２核錯体分子とルテニウム単核錯体分子の交互積層膜の作製と電子移動能評価について行い、顕著な量子効果発現とはいかなかったものの、２核、単核錯体のみで作製した多積層膜の中間的な電子移動能が実測された。２）に関してはジルコニウム以外にも鉄、スズなどの金属イオンを適用し、特に鉄イオンを用いた場合に顕著な光学物性の変化が見られた。要するに400ナノメートル以下にジルコニウムイオンで作製した積層膜の2倍以上の大きな光学吸収が観察された。またそれ以外にも錯体由来の光吸収も大きくなった。これは鉄イオンを使用した場合には、短波長では鉄イオン由来の吸収が生じたこと、また錯体分子は光吸収に大きな分子軸に対する異方性を持つことから、分子軸由来の吸収が変化したものと考えられる。また鉄イオンを用いた多積層膜の電子移動能は非常に大きくなりジルコニウムで作製した多層膜の３倍程度の電子移動能が得られた。また本年度はこの電子移動能測定用の電極やＣ６０の挿入による光レスポンスの変化などについても研究を行った。
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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
多積層膜において、当初は主に2種の錯体分子を用いた交互積層膜を主体にその量子効果の発現（高い電子移動能の発現、光学特性の違いの観察の確認）を目指す予定の研究ではあったが、単一成分の積層膜でも分子層間に挿入される錯金属イオンを変えることで、交互積層膜的な機能を持つことと、当初の目的に即する、従来までと異なる量子効果からも考えられる光学物性を見出した。また電子移動能においても従来より優れた性能を得ている。特に短波長光吸収では鉄イオン由来の吸収が生じたと判断しているが、その吸収の大きさは極めて大きく何らかの新規な現象かもしれないと考えている。現段階で十分な現象の説明は難しいが、目標におおむね沿った新規現象を見出したことから、本課題は順調に進展していると判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
2種の分子を用いる交互積層膜についても今後は検討するが、昨年度のジルコニウムから鉄イオンへの金属イオンの変更で得られた光学特性効果、電子移動能の確認や、それぞれの特性向上に注目して今後は研究を推進する。また電子移動能測定用電極の最適化も必要でありそれについても注力する。しかしそれだけでなく３端子素子、（トランジスタ）などについても現在進めていきたいと考えている。現在3端子素子計測装置を立ち上げており、現在の導電性評価が落ち着いた２６年度後半から量子効果に基づく錯体分子膜の導電性等、トランジスタ特性についても検討を行っていく予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初の予定よりもITO基板などの高額な消耗品の消費量が少なかったことやトランジスタ計測用に予定していた50万円以上の備品が研究所の運営交付金で購入できたため、次年度にこれだけの金額を繰り越すことになった。また研究所での見積もり合わせで、試薬などが予定より安価に購入できた。これらのことの積み重ねにより、予算の節約ができ、予定していた予算額よりも少ない研究費で研究ができたため、次年度使用額が生じた。
テクニカルスタッフの雇用に当初予定より費用がかかったため、昨年度計画より20万円程度多く人件費に使うところに回す。また今年度開始予定の錯体分子膜トランジスタ用基板がやや高価なため、（100枚で20万円程度）このような高額消耗品に予算を活用する予定である。
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[Journal Article] Self-Aligned Formation of Sub 1 nm Gaps Utilizing Electromigration during Metal Deposition2013
Author(s)
Y. Naitoh, T. Ohata, R. Matsushita, E. Okawa, M. Horikawa, M. Oyama,M. Mukaida, D. F. Wang, M. Kiguchi, K. Tsukagoshi, and T. Ishida
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Journal Title
ACS Applied Materials & Interfaces
Volume: 5
Pages: 12869-12875
DOI
Peer Reviewed
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