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量子コンタクト

研究課題

研究課題/領域番号 12002005
研究種目

特別推進研究

配分区分補助金
審査区分 物理系
研究機関東京工業大学

研究代表者

高柳 邦夫  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80016162)

研究分担者 箕田 弘喜  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (20240757)
谷城 康眞  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (40143648)
大島 義文  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (80272699)
平山 博之  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (60271582)
山本 直紀  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (90108184)
研究期間 (年度) 2000 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
358,500千円 (直接経費: 285,000千円、間接経費: 73,500千円)
2003年度: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円)
2002年度: 123,500千円 (直接経費: 95,000千円、間接経費: 28,500千円)
2001年度: 175,500千円 (直接経費: 135,000千円、間接経費: 40,500千円)
2000年度: 40,000千円 (直接経費: 40,000千円)
キーワード量子ポイントコンタクト / バリスティック伝導 / 非線形コンダクタンス / 超イオン伝導体 / ヘリカル多層ナノワイヤ / 原子鎖 / 電子顕微鏡 / 走査トンネル顕微鏡 / 原子間力顕微鏡 / ナノワイヤ / 量子化コンダクタンス / 表面 / 走査型トンネル顕微鏡 / ナノワイヤー / 融体 / 量子コンタクト / 量子化電気伝導
研究概要

本研究は「ナノ接点に形成される量子ナノワイヤの電気伝導と力学現象」について研究を推進させた。本研究では、ナノスケール現象を研究するための新手法の開発にも努め、プローブ顕微鏡を組込んだ超高真空電子顕微鏡を製作して、ナノ接点の構造と電気伝導や張力を同時観測する手法の開発を推進させた。
研究成果の中で特筆すべきものは、(1)魔法数7のヘリカル多層構造(HMS)をもつ金ナノワイヤーについて構造とコンダクタンスの同時計測し、接触点で対称性不整合があるため整数コンダクタンス量子条件が破綻することを明かとした。(2)金や白金の単層ナノチューブを始めて発見した。(3)スピンによる半整数コンダクタンス量子の可能性、非線形コンダクタンス、バリスティク伝導破綻を研究した。(4)原子鎖の金属・絶縁体転移について「金の原子鎖がダイマー対構造の絶縁体となると、0.36〜0.4nm程の原子間隔をもちうる」可能性を示した。(5)小型AFMを組込んだ超高真空電子顕微鏡を開発し、ナノ接点に張られたナノワイヤの張力を得た。さらに、(6)新デザインの収差補正レンズを開発し、直径0.1nm以下のスーパーナノプローブで個々原子の同定を行なう顕微鏡法を導入した。
以上を纏めると、本研究では、「量子コンタクト」に形成される金属ナノワイヤやナノチューブ、あるいは原子鎖などの予想を越えた具体的姿や性質をSPMを組込んだ超高真空電子顕微鏡法で具体的に明かとした。

報告書

(5件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (40件)

  • [文献書誌] Y.Naitoh, K.Takayanagi, Y.Oshima, H.Hirayama: "Simultaneous STM and UHV electron microscope observation of silicon nanowires extracted from Si(111) surface"J.Electron.Micro.49(2000)211-216. 49. 211-216 (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
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ohima, T.Hiraya, T.Yokoyama, H.Hirayama, K.Takayanagi: "Atomic structure of Cluster-ordered array on the Si(001) surface induced by Aluminum"Surface Science. 465. 81-89 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ohshima, T.Nangou, H.Hirayama, K.Takayanagi: "Face centered cubic indium nano-particles studied by UHV-transmission electron microscopy"Surface Science. 476. 107-114 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Koizumi, Y.Oshima, Y.Kondo, K.Takayanagi: "Quantitative high-resolution microscopy on a suspended chain of gold atoms"Ultramicroscopy. 88. 17-24 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Oshima, H.Nakade, S.Shigeki, H.Hirayama, K.Takayanagi: "UHV-TEM./TED observation of Ag is islands grown on Si(111)【square root】3x【square root】3-Ag surface"Surface Science. 493. 366-372 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hirayama, Y.Kawamoto, Y.Ohshima, K.Takayanagi: "Nanospot welding of carbon nanotubes"Appl.Phys.Lett.. 79. 1169-1171 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Oshima, H.Nakade, S.Shigeki, H.Hirayama, K.Takayanagi: "Commensurate and Incommensurate Striped Structure of Ag film grown on Si(111)【square root】3x【square root】3 surface at room temperature"Surface Science. 498. 307-313 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ohshima, H.Koizumi, Y.Kondo, K.Mouri, H.Hirayama, K.Takayanagi: "Evidence of a Single Wall Platinum Nano-tube"Phys.Rev.B. B65. 121401(R) (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Oshima, K.Mouri, H.Hirayama, K.Takayanagi: "Development of a miniature STM holder for study on electronic conductance of metal nanowires in UHV-TEM"Surface Science. 531. 209-216 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshifumi Oshima, Akiko Onga, Kunio Takayanagi: "Helical gold nanotube synthesized at 150K"Phys.Rev.Lett.. 91. 205503 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Oshima, Y.Kondo, K.Takayanagi: "High-resolution ultra-high-vacuum electron microscopy of the helical gold nanowires : Junction and Zipper-like thinning process"J. Electron Microscopy.. 52. 49-55 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Watanabe, H.Minoda, K.Takayanagi: "Fabrication of Gold Nanowires Using the Contact Mode Atomic Force Microscopy"Japanese Journal of Applied Physics. (to be published). (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Naitoh, K.Takayanagi, Y.Oshima, H.Hirayama: "Simultaneous STM and UHV electron microscope observation of silicon nanowires extracted from Si(111) surface"J.Electron.Micro.. 49. 211-216 (2000)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Oshima, T.Hiraya, T.Yokoyama, H.Hirayama, K.Takayanagi: "Atomic structure of Cluster-ordered array on the Si(001) surface induced by Aluminum"Surface Science. 465. 81-89 (2000)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Oshima, T.Nangou, H.Hirayama, K.Takayanagi: "Face centered cubic indium nano-particles studied by UHV-transmission electron microscopy"Surface Science. 476. 107-114 (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
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Koizumi, Y.Oshima, Y.Kondo, K.Takayanagi: "Quantitative high-resolution microscopy on a suspended chain of gold atoms"Ultramicroscopy. 88. 17-24 (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
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Oshima, H.Nakade, S.Shigeki, H.Hirayama, K.Takayanagi: "UHV-TEM./TED observation of Ag islands grown on Si(111)【square root】3x【square root】3-Ag surface"Surface Science. 493. 366-372 (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
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hirayama, Y.Kawamoto, Y.Ohshima, K.Takayanagi: "Nanospot welding of carbon nanotubes"Appl.Phys.Lett.. 79. 1169-1171 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Oshima, H.Nakade, S.Shigeki, H.Hirayama, K.Takayanagi: "Commensurate and Incommensurate Striped Structure of Ag film grown on Si(111)【square root】3x【square root】3 surface at room temperature"Surface Science. 498. 307-313 (2002)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ohshima, H.Koizumi, Y.Kondo, K.Mouri, H.Hirayama, K.Takayangi: "Evidence of a Single Wall Platinum Nano-tube"Phys.Rev.. B65. 121401(R) (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
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Oshima, K.Mouri, H.Hirayama, K.Takayanagi: "Development of a miniature STM holder for study of electronic conductance of metal nanowires in UHV-TEM"Surface Science. 531. 209-216 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshifumi Oshima, Akiko Onga, Kunio Takayanagi: "Helical gold nanotube synthesized at 150K"Phys.Rev.Lett.. 91. 205503 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Oshima, Y.Kondo, K.Takayanagi: "High-resolution ultra-high-vacuum electron microscopy of the helical gold nanowires : Junction and zipper-like thinning process"J.Electron Microscopy. 52. 49-55 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Watanabe, H.Minoda, K.Takayanagi: "Fabrication of Gold Nanowires Using the Contact Mode Atomic Force Microscopy"J.J.A.P. (to be published). (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Oshima, K.Mouri, H.Hirayama, K.Takayanagi: "Development of a miniature STM holder for study of electronic conductance of metal nanowires in UHV-TEM"Surface Science. 531. 209-216 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshifumi Oshima, Akiko Onga, Kunio Takayanagi: "Helical gold nanotube synthesized at 150K"Phys.Rev.Lett.. 91. 205503(4) (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ohshima, H.Koizumi, Y.Kondo, K.Mouri, H.Hirayama, K.Takayangi: "Evidence of a Single Wall Platinum Nano-tube"Phys.Rev.B. 65. 121401 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Oshima, K.Mouri, H.Hirayama, K.Takayanagi: "Development of a miniature STM holder for study of electronic conductance of metal nanowires in UHV-TEM"Surface Science. (to be submitted). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 谷城康眞, 有本明希子, 高柳邦夫: "超イオン導電体AgIからの銀細線の成長と電気伝導"真空. 46[3](to be published). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Koizumi, Y.Oshima, Y.Kondo, K.Takayanagi: "Quantitative high-resolution microscopy on a suspended chain of gold atoms"Ultramicroscopy. 88. 17-24 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Oshima, H.Nakade, S.Shigeki, H.Hirayama, K.Takayanagi: "UHV-TEM./TED observation of Ag islands grown on Si(111)√<3>x√<3>-Ag surface"Surface Science. 493. 366-372 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Oshima, H.Nakade, S.Shigeki, H.Hirayama, K.Takayanagi: "Commensurate and Incommensurate Striped Structure of Ag film grown on Si(111)√<3>x√<3> surface at room temperature"Surface Science. 498. 307-313 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ohshima, H.Koizumi, Y.Kondo, K.Mouri, H.Hirayama, K.Takayangi: "Evidence of a Single Wall Platinum Nano-tube"Phys.Rev.B. 65. (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hirayama, Y.Kawamoto, Y.Ohshima, K.Takayanagi: "Nanospot welding of carbon nanotubes"Appl.Phys.Lett.. 79. 1169-1171 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Takayanagi Y.Kondo,H.Ohnishi: "Suspended Gold nanowires : Ballistic Transport of Electrons"JSAP International. 70・. 3-8 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kondo K.Takayanagi: "Synthesis and Characterization of Helical Gold Nanowire"Science. 289・. 606-609 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Koizumi,Y.Oshima,Y.Kondo,K.Takayanagi: "Quantitative high-resocution microscopy on a suspended chain of gold atoms"Ultramicroscopy. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 高柳邦夫,近藤行人,大西秀明: "量子コンタクト"応用物理. 69・10. 1215-1219 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 岡本政邦,高柳邦夫: "金属量子接点の構造とコンダクタンス"日本物理学会誌. 55・12. 917-923 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 高柳邦夫: "ナノワイヤの構造と電気伝導:空中に浮かぶナノ構造"学術月報. 53・12. 1275-1280 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2018-03-28  

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