2015 Fiscal Year Research-status Report
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26870049
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
道祖尾 恭之 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (10375165)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 単分子観察 / プローブ顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、特に低電子伝導部位を持つ分子を対象としたとしても、原子間力をプローブとしたＡＦＭで的確に分子内の結合部位を捉え、さらに単身の位置を精密に制御することでトンネル電流をプローブとしたＳＴＭ－ＩＥＴＳ法を適応できるＡＦＭ／ＳＴＭ装置を開発し、“複合計測による実空間観察に基づいた振動モードの検出”を目標としている。
２７年度は、昨年度から引き続き現有の温度可変超高真空ＳＴＭにＡＦＭの機能を付加するための改良を行った。具体的には、探針を水晶振動子にマウントする形でスキャナに装着できるよう改造を行い、振動子の励起・応答信号用の配線を増設している。超高真空中での性能評価では、前年度の実績にもあるように冷却環境下での輻射熱の影響はさほど大きくはならなかったが、増設した配線の影響で外部振動の測定系への影響が増大した。周波数解析の結果から、信号線自体は、極細の同軸ケーブルを使用したため電気的なノイズの影響はさほどなく、装置の機械的な共振周波数が変化したためであると結論付けた。現有の装置の冷却は、寒剤の溜め込みではなくフロー方式により行うため、低温で実験する場合には寒剤の流れに伴う微震動が外部振動となる。このような理由から冷却機構と測定部分を機械的に切り離すことは必須であるため、除震機構自体は変更せずに除震用の懸架バネのバネ定数と渦電流を利用したダンパー機構の最適化を試みた。現在は、像観察は可能な程度まで外部振動を押さえ込むことに成功している。
また、テストケースとして表面における電子状態密度が大きく変化することが予想できる鉄酸化膜上に対し、金表面で自己組織化単分子膜を形成することで知られるアルカンチオール分子を吸着させてＳＴＭで観察を行い、の構造に関して考察を行った。その結果、鉄酸化膜上では、基板の構造を反映しナノメートルオーダーでの集合体を形成することを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画では、本年度は巨大分子系へのＳＴＭ－ＩＥＴＳ法の適用を目指していた。しかし、一作年度末に発生した制御装置の不具合の修復に予想以上に時間がかかり、改造を加えた装置の真空中での動作確認・性能評価に時間がかかっているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
外部振動の除去に関しては、もう少し時間がかかる見通しである。関連分野の研究者との議論の結果も踏まえ、早急に当初の目的を達成できる分解能を達成したいと考えている。
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| Causes of Carryover |
既存装置の修理に予想以上に時間がかかり、当初の計画より改造した装置の真空中での動作確認・性能評価に遅れが生じたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
昨年度に実施した真空部品の更新により、より理想的な状態での実験遂行が可能となったため大きな計画変更は行わない。
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