単一分子磁石・基板の接合界面におけるスピンダイナミクス

• 研究領域: 分子アーキテクトニクス：単一分子の組織化と新機能創成
• 研究課題/領域番号: 25110005
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 米田 忠弘 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30312234)
• 研究分担者: 道祖尾 恭之 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (10375165) ; 高岡 毅 東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (90261479)
• 研究期間 (年度): 2013-06-28 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 92,950千円 (直接経費: 71,500千円、間接経費: 21,450千円); 2017年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円); 2016年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円); 2015年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円); 2014年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円); 2013年度: 42,640千円 (直接経費: 32,800千円、間接経費: 9,840千円)
• キーワード: 近藤共鳴 / 単一分子磁石 / 分子マニピュレーション / スピン計測 / スピン偏極走査型プローブ顕微鏡 / スピントロニクス / 分子磁性 / 近藤効果 / 単分子磁石 / スピン偏極 / STM / 先端機能デバイス / ナノコンタクト / ナノ材料 / 走査プローブ顕微鏡 / 分子磁石 / 磁気抵抗素子 / 巨大磁気抵抗

研究成果の概要

分子の組織化とそれによる機能創製の土台となる表面の設計と計測・物性制御が目標とし、特に分子スピンと分子電流の相互作用の学理探求と、その応用展開を目指し研究を行った。成果として、磁性分子における単一スピン物性評価手法として、近藤共鳴を用いた検出手法を開発、脱水素化による２層ポルフィリン・テルビウム錯体を用いた単一分子磁石特性のON/OFFに成功し、また銅コロール分子のスピンの空間分布を可視化した。原子レベルで磁気特性を測定可能なスピン偏極走査トンネル顕微鏡（SP-STM）の手法を開発、ナノ磁性材料に関する最も重要な特性である磁気異方性エネルギー（MAE)をナノ構造と同時に可視化・測定に成功した。

研究成果

• [国際共同研究] 3Donostia International Physics Center(Spain)
• [雑誌論文] Inter-molecule interaction for magnetic property of vanadyl tetrakis (thiadiazole) porphyrazine film on Au(111) (2018)
  • 著者名/発表者名: J. Hou, Y. Wang, K. Eguchi, C. Nanjo, T. Takaoka, Y. Sainoo, K. Awaga, T. Komeda
  • 雑誌名: Applied Surface Science 巻: 440 ページ: 16-19
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2018.01.001
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Spatially Resolved Magnetic Anisotropy of Cobalt Nanostructures on the Au(111) Surface (2017)
  • 著者名/発表者名: P. Mishra, Z. K. Qi, H. Oka, K. Nakamura, T. Komeda
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 17 号: 9 ページ: 5843-5847
  • DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b03114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomic-scale characterization of the interfacial phonon in graphene/SiC (2017)
  • 著者名/発表者名: E. Minamitani, R. Arafune, T. Frederiksen, T. Suzuki, S. M. F. Shahed, T. Kobayashi, N. Endo, H. Fukidome, S. Watanabe, T. Komeda,
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 96 号: 15 ページ: 155431-155431
  • DOI: 10.1103/physrevb.96.155431
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Deposition of an Ultraflat Graphene Oxide Nanosheet on Atomically Flat Substrates, (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Z. H. Khan, S. M. F. Shahed, N. Yuta, T. Komeda
  • 雑誌名: J. Electron. Mater. 巻: 11 号: 7 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1007/s11664-017-5327-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Surface confinement of TbPc2-SMMs: structural, electronic and magnetic properties (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Moreno Pineda, T. Komeda, K. Katoh, M. Yamashita, M. Ruben,
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 45 号: 46 ページ: 18417-18433
  • DOI: 10.1039/c6dt03298b
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A scanning tunneling microscopy study of the electronic and spin states of bis(phthalocyaninato)terbium(III) (TbPc2) molecules on Ag(111) (2016)
  • 著者名/発表者名: F. Ara, Z. K. Qi, J. Hou, T. Komeda, K. Katoh, M. Yamashita,
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 45 号: 42 ページ: 16644-16652
  • DOI: 10.1039/c6dt01967f
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] DFT calculations on atom-specific electronic properties of G/SiC (0001) (2016)
  • 著者名/発表者名: M Kajihara, T Suzuki, SMF Shahed, T Komeda, E Minamitani, S Watanabe
  • 雑誌名: Surface Science 巻: 647 ページ: 39-44
  • DOI: 10.1016/j.susc.2015.12.004
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Frontier of Molecular Spintronics Based on Multiple-Decker Phthalocyaninato Tb(lll) Single-Molecule Magnets (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Katoh, T. Komeda, M. Yamashita
  • 雑誌名: Chemical Record 巻: 16 号: 2 ページ: 987-1016
  • DOI: 10.1002/tcr.201500290
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Modulation of the Molecular Spintronic Properties of Adsorbed Copper Corroles (2015)
  • 著者名/発表者名: F. Wu, J. Liu, P. Mishra, T. Komeda, J. Mack, Y. Chang, N. Kobayashi, Z. Shen,
  • 雑誌名: Nat. Comm. 巻: 6 号: 1 ページ: 7547-7547
  • DOI: 10.1038/ncomms8547
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Visualizing Optoelectronic Processes at the Nanoscale (2015)
  • 著者名/発表者名: P. Mishra, T. Komeda
  • 雑誌名: Acs Nano 巻: 9 号: 11 ページ: 10540-10544
  • DOI: 10.1021/acsnano.5b06282
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Variation of Kondo Tmenperature Induced by Molecule-Substrate decoupling in File Formation of Bis(phthalocyaninato)terbium(III) Molecules on Au(111) (2014)
  • 著者名/発表者名: Tadahiro Komeda, Hironari Isshiki, Jie Liu, Keiichi Katoh, Masahiro Yamashita
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 8 号: 5 ページ: 4866-4875
  • DOI: 10.1021/nn500809v
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Spins of adsorbed molecules investigated by the detection of Kondo resonance (2014)
  • 著者名/発表者名: *T. Komeda
  • 雑誌名: Surface Science 巻: 630 ページ: 343-355
  • DOI: 10.1016/j.susc.2014.07.012
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] STM and XPS study of CeO2(111) reduction by atomic hydrogen (2014)
  • 著者名/発表者名: S. M. F. Shahed, T. Hasegawa, Y. Sainoo, Y. Watanabe, N. Isomura, A. Beniya, H. Hirata
  • 雑誌名: Surface Science 巻: 628 ページ: 30-35
  • DOI: 10.1016/j.susc.2014.05.008
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Double-decker phthalocyanine complex: Scanning tunneling microscopy study of film formation and spin properties (2014)
  • 著者名/発表者名: Tadahiro Komeda, Keiichi Katoh, Masahiro Yamashita
  • 雑誌名: Progress in Surface Science 巻: 89 号: 2 ページ: 127-160
  • DOI: 10.1016/j.progsurf.2014.03.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Metal Electrode Formation on Organic Film Using Xe-Buffer-Layer-Assisted Deposition for Efficient Measurement of Inelastic Tunneling Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Rahim, J. Liu, S. M. F. Shahed, T. Komeda
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 6 号: 4
  • DOI: 10.1063/1.4849595
  • NAID: 210000136837
  • 査読あり
• [学会発表] Spin Control of Magnetic Molecules with Scanning Tunneling Microscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Tadahiro Komeda, Puneet Mishra, Jie Liu, Keizo Katoh, Masahiro Yamashita, Tomoko Inose, Daisuke Tanaka, Takuji Ogawa, Fan Wu, Zhen Shen
  • 学会等名: The First International Symposium on Frontiers in Coordination Chemistry
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Spin Control of Magnetic Molecules with Scanning Tunneling Microscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Komeda, P. Mishra, J. Liu, K. Katoh, M. Yamashita, T. Inose, D. Tanaka, T. Ogawa
  • 学会等名: The 15th International Conference on Molecule-Based Magnets
  • 発表場所: Sendai International Convention Center (Miyagi, Sendai)
  • 年月日: 2016-09-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Spin Observation and Control of Magnetic Molecules with Scanning Tunnelling Microscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Komeda, P. Mishra, J. Liu, K. Katoh, M. Yamashita, T. Inose, D. Tanaka, T. Ogawa, F. Wu, Z. Shen
  • 学会等名: 42nd edition of the International Conference on Coordination Chemistry in Brest
  • 発表場所: Best, France
  • 年月日: 2016-08-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Spin properties of adsorbed magnetic molecule detected by Kondo feature (2015)
  • 著者名/発表者名: Tadahiro Komeda, Tomoko Inose, Daisuke Tanaka, Takuji Ogawa, Fan Wu, Zhen Shen
  • 学会等名: PACIFIC BASIN SOCIETIES 2015
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, USA
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] GROWTH OF EPITAXIAL CEO2(111) FILM ON RU(0001) AND ITS REDUCTION BY HYDROGEN (2015)
  • 著者名/発表者名: Tadahiro Komeda, Syed Mohammad Fakruddin Shahed, Yasuyuki Sainoo, Tomo Hasegawa
  • 学会等名: 250th American Chemical Society National Meeting & Exposition
  • 発表場所: Boston convention center, USA
  • 年月日: 2015-08-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Spin Control of Magnetic Molecules with Scanning Tunneling Microscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Tadahiro Komeda
  • 学会等名: DIET 14:Dynamics,Interactions and Electronic Transitions at Surfaces
  • 発表場所: Pacific Grove, CA, アメリカ
  • 年月日: 2014-10-13 – 2014-10-17
• [学会発表] Characterization and Manipulation of Spin of Single-Molecule-Magnet Double-Decker Phthalocyanine Molecule (2014)
  • 著者名/発表者名: Tadahiro Komeda
  • 学会等名: Chinese Chemical Society (中国化学会第29回)
  • 発表場所: 北京大学、中国
  • 年月日: 2014-08-04 – 2014-08-07
  • 招待講演
• [学会発表] Manipulation of spin of single-molecule-magnet double-decker (2013)
  • 著者名/発表者名: Tadahiro Komeda
  • 学会等名: The 12th European Conference on Molecular Electronics (ECME2013)
  • 発表場所: London, イギリス
  • 招待講演
• [学会発表] Kondo resonance observation of a organic radical molecule (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Liu and T. Komeda
  • 学会等名: 12th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, International and Nanostructures (ACSIN-12) in conjunction with 21st International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM21
  • 発表場所: つくば市
• [学会発表] Adsorption and spin of single-molecule-magnet double-decker (2013)
  • 著者名/発表者名: Tadahiro Komeda
  • 学会等名: 19th International Vacuum Congress IVC-19
  • 発表場所: Paris, フランス
• [図書] Molecular Architectonics:The Third Stage of Single Molecule Electronics (2017)
  • 著者名/発表者名: Tadahiro Komeda
  • 出版者: Springer International Publishing
  • ISBN: 9783319570969