電極絶対電位制御によるMINIM接合の電子伝達特性スイッチング

• 研究課題/領域番号: 09233219
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 村越 敬 大阪大学, 工学部, 助手 (40241301)
• 研究分担者: 北村 隆之 大阪大学, 工学部, 助手 (40294037) ; 和田 雄二 大阪大学, 工学部, 助教授 (40182985) ; 柳田 祥三 大阪大学, 工学部, 教授 (10029126)
• 研究期間 (年度): 1997
• 研究課題ステータス: 完了 (1997年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 1997年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: クローンブロッケード / 単電子伝達 / 自己組織化 / 単分子層形成 / トンネル障壁 / 金属微粒子 / 半導体微粒子 / 電気化学電位制御

研究概要

1.機能性単分子膜の調製:原子レベルで平滑な金属蒸着膜を用い、長鎖アツカン、長鎖芳香族チオール分子の自己組織膜の形成法を検討した。良好なトンネル障壁特性を有する単分子層の形成法を確立するとともに分子薄膜の構造を反射IR等により検討した。
2.粒径数nmの金属・半導体ナノクラスターの調整:液相中において粒径、結晶系の制御された金属あるいは化合物半導体クラスターの調製法を確立した。
3.金属酸化物ナノ超薄膜の調製:表面水酸基を有する平滑な電極を用い(メルカプトエタノールで処理した金属極など)種々の金属アルコキシド(M(O-nC4H9)n,M=AL,Ti,Nb,Zr)を表面吸着させ、それを有機溶媒で洗浄後、超純水に浸漬する事によりアルコキシドの加水分解反応に基づく厚さ1nm以下の金属酸化物層を形成される。この操作の繰り返し回数を変化させることによって金属酸化物絶縁層の厚さ制御が可能となることを実証した。
4.MINIM接合形成と電子伝達特性の評価:上記手法を組み合わせ各構成単位によってMINIM接合を形成し、その電位一電流曲線の測定を行った。微弱電流の測定技術を確立すると同時に接合に等価回路解析を行った。
3.電気化学STMによる接合の溶液内観察:上記の手法に従い調製された自己組織化膜/金属ナノクラスター接合を溶液内で形成し、電気化学STMによる構造評価を試みた。電気化学的な検討は水溶液中のみではなく、より広い電位領域での摂動を可能とするために極脱水したアセトニトリルなどの有機溶媒中でも検討可能な系を構築した。

研究成果

• [文献書誌] Kei Murakoshi et al.: "Preparation of Size-controlled Hexagonal CdS Nanocrystallites and Their Microscopic Surface Structure" J.Chem.Soc.,Faraday Trans.94. 579-586 (1998)
• [文献書誌] Kei Murakoshi et al.: "Phase Transition of ZnS Nanocrystallites Induced by Surface Modefication at Ambient Temperature and Pressure Confirmed by Electron Diffraction" J.Chem.Soc.,Chem.Comm.3. 321-322 (1998)
• [文献書誌] Hiroaki Fujiwara et al.: "Effect of Surface Structures on Photocatalytic CO2 Reduction using Quantized CdS Nanocrystallites" J.Phys.Chem.B. 101. 8270-8279 (1997)
• [文献書誌] Kei Murakoshi et al.: "Interfacial Electron Transfer Dynamics of Photosensitized Zinc Oxide Nanoclusters" Nanostructured Materials : Clusters,Composites,and Thin Films. 221-238 (1997)