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機能性有機分子を用いた表面量子構造構築とその機能評価

研究課題

研究課題/領域番号 11305007
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 表面界面物性
研究機関大阪大学

研究代表者

桑原 裕司  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00283721)

研究分担者 齋藤 彰 (斎藤 彰)  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90294024)
青野 正和  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10184053)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
43,110千円 (直接経費: 42,000千円、間接経費: 1,110千円)
2001年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2000年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1999年度: 34,700千円 (直接経費: 34,700千円)
キーワード機能性有機分子 / 走査トンネル顕微鏡 / 機能評価 / 独立駆動2探針 / 量子デバイス
研究概要

本研究の目的は、固体表面上で機能性一次元分子鎖、特に導電性有機分子鎖を形成し、またそのパターンを制御する技術を開発して、有機分子による単電子トンネルデバイスを試作するものである。さらに、新しい表面評価法である独立駆動2探針走査トンネル顕微鏡を製作して、構築した表面量子デバイスの機能をナノスケールでその場評価する。
本年度は、二種類の分子、すなわち分子内に機能を有するホスト分子とスペーサーとしてのゲスト分子の共吸着において、分子長を変化させることによる表面二次元秩序構造の変化に関して研究を行った。分子単位での混合及び周期配列に関して、ホスト分子とゲスト分子の分子長の比が重要なパラメータであることを見いだし、その生成メカニズムに関して考察を行った。また、走査トンネル顕微鏡の先端から電圧パルスを印可することにより意図した位置で分子単位での局所連鎖重合反応を誘起することが可能となり、重合分子鎖による量子構造構築に成功した。
昨年度立ち上げた独立駆動2探針走査トンネル顕微鏡(WT-STM)システムを用いて、ポリジアセチレン系重合分子超薄膜に関して、その電気伝導性について実験及び評価を行った。LB法により6層程度積層させたジアセチレン分子に紫外線励起による重合反応を誘起して、ポリジアセチレン超薄膜を形成した試料に対して、接触した二つの探針間の距離をマイクロメータレベルで変化させることにより、その抵抗値を測定した。その結果、ポリジアセチレンのバルク結晶で報告されている導電率よりも数桁大きな導電率が計測された。このことは三次元系あるいはマクロスコピックな物性と、低次元かつミクロスコピックな物性とで大きな変化があることを示しており、機能性有機分子を用いたナノスケールデバイス作製に関して、その多様性及び特異性を示す結果として興味深い。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (26件)

  • [文献書誌] 青野正和, 中山知信, 長谷川剛, 田中啓文, 新ヶ谷義隆 他: "ナノワイヤーの電気伝導"学術月報. 54. 989-995 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G.Zhang, Y.Kuwahara, J.Wu, Y.Horie T.Matsunaga, A.Saito, M.Aono: "Scannning Tunneling Microcopy Observation of Langmuir-Blodgett Diacetylene Compound Films Deposited by Schaefer's Method"Jpn.J.Appl.Phys. 41. 2187-2188 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Okawa, M.Aono: "Nanoscale control of chain polymerization"Nature. 409. 683-684 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Sakurai, C.Thurstrup, M.Aono: "Nanoscale growth of silver on prepatterned hydrogen-terminated Si(001) surfaces"Phys.Rev.. B62. 16167-16174 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Uchida, S.Watanabe, M.Mase, H.Kuramochi, M.Aono: "Analysis of single Si atoms deposited on the Si(111)7×7 surface"Thin Solid Films. 369. 73-78 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kuwahara, G.Zhang, J.Wu, M.Akai-Kasaya, A.Saito, M.Aono: "Scanning tunneling microscopy observation of binary monolayers deposited by horizontal lifting method"RIKEN Review. 45. 6-8 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Terabe, Y.Hasegawa, T.Nakayama, M.Aono: "Quantum point contact switch realized by solid electrochemical reaction"RIKEN Review. 37. 7-8 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Onoe, T.Hara, T.Nakayama, M.Aono, K.Takeuchi: "A New form of carbon material using C_<60> fullerene"RIKEN Review. 38. 7-8 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nakayama, M.Nakaya, M.Aono: "Thermally stable C60 nanowires on Si substrates"RIKEN Review. 45. 3-5 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Aono, T. Nakayama, T. Hasegawa, H. Tanaka, Y. Shinagawa, Y. Ohkawa, Y. Kuwahara, M. Akai, K. Terabe: "Nano-wire Electrical Conductivity"Japanese Scientific Monthly. Vol.54, No.10. 989-995 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G. Zhang, Y. Kuwahara, J. Wu, Y. Horie, T. Matsunaga, A. Saito and M. Aono: "Scanning Tunneling Microscopy Observation of Langmuir-Blodgett Diacetylene Compound Films Deposited by Schaefer's Method"Jpn. J. App. Phys. Vol.41. 2187-2188 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Okawa and M. Aono: "Nanoscale control of chain polymerization"Nature. 409. 683-684 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Sakurai, C. Thirstrup and M. Aono: "Nanoscale growth of silver on prepatterned hydrogen-terminated Si(001) surfaces"Phys. Rev.. B62. 16167-16174 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Uchida, S. Watanabe, M. Mase, H. Kuramochi and M. Aono: "Analysis of single Si atoms deposited on the Si(111)×7 surface"Thin solid Films. 369. 73-78 (2000)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kuwahar, G. Zhang, J. Wu, M. Akai-Kasaya, A. Saito and M. Aono: "Scanning tunneling microscopy observation of binary monoloayers deposited by horizontal lifting method"RIKEN Review. No.45. 6-8 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Terabe, Y. Hasegawa, T. Nakayama and M. Aono: "Quantum point contact switch realized by solid electrochemical reaction"RIKEN Review. No.37. 7-8 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Onoe, T. Hara, T. Nakayama, M. Aono and K. Takeuchi: "A New form of carbon material using C_<60> fullerence"RIKEN Review. No.38. 7-8 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Nakayama, M. Nakaya and M. Aono: "Thermally stable C_<60> nanowires on Si substrates"RIKEN Review. No.45. 3-5 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuwahara et al.: "Scanning Tunneling Microscopy Observation of Binary Monolayers Depositcd by Horizontnal Lifting Method"RIKEN REVIEW. (To be published). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Gengmin Zhang, Yuji Kuwahara e al.: "Scanning Tunneling Microscopy Observation of Langmuir-Blodgett Diacetylene Compound Films Depostied by Schaefer's Method"Jpn. J. Appl. Phys.. (To be published). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] G.Zhang,Y.Kuwahara et al.: "Scanning Tunneling Microscopy Observation of Binary Monnolayers of 10,12-Ticosadiynoic Acid Deposited by Horizontal Lifting Method"Surface Science Letter. (To be published). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kuwahara,A.saito,M.Aono et al.: "Control of Periodicity of Self-assembled Stearic Acid Molecules Assisted by Water Molecules"Proceedings of STM'99. 136-137 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Iwahori,A.Saito,Y.Kuwahara and M.Aono et al.: "Force microscopy study on SrTiO3(001) surfaces with single atomic-layer steps"Jpn.J.Appl.Phys.. 38. 3946-3948 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Z.Wu,T.Nakayama,S.Qiao and M.Aono: "Strong linear polarization in scanning tunneling microscopy-induced luminescence from porous silicon"Appl.Phys.Lett.. 74. 3842-3844 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] C.-S.Jiang,T.Nakayama, and M.Aono: "Spatially resolved observation of coulomb blokade and negative differential couductance on a Ag cluster on the clean GaAs(110) surface"Appl.Phys.Lett.. 74. 1716-1718 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 桑原裕司、斎藤彰、青野正和: "機能性有機分子の表面二次元自己組織化構造の観察とその制御"生産技術誌. 51-4. 55-58 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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