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走査プローブ法による少数分子系の界面近傍分極の評価と制御

研究課題

研究課題/領域番号 14205009
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
研究機関京都大学

研究代表者

山田 啓文  京都大学, 工学研究科, 助教授 (40283626)

研究分担者 堀内 俊寿 (堀内 俊壽)  京都大学, 工学研究科, 助手 (10238785)
石田 謙司  京都大学, 工学研究科, 講師 (20303860)
小林 圭  京都大学, 国際融合創造センター, 助手 (40335211)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
54,210千円 (直接経費: 41,700千円、間接経費: 12,510千円)
2004年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2003年度: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)
2002年度: 23,270千円 (直接経費: 17,900千円、間接経費: 5,370千円)
キーワードダイナミックモード原子間力顕微鏡 / DFM / NC-AFM / ケルビンプローブ原子間力顕微鏡 / KFM / 分子分解能観察 / 分子分極 / 周波数変調検出法 / 局所電解制御 / ナノスケール分極制御 / フタロシアニン分子 / 強誘電性高分子 / ダイナミック分極処理 / 非接触原子間力顕微鏡 / アルカンチオール / 単一分子物性評価 / 周波数検出 / VDFオリゴマー
研究概要

近年のダイナミックモード原子間力顕微鏡(DFM : Dynamic Force Microscopy)関連技術の急速な進展により、これまでにAFMによる原子分解能での非破壊観察が可能なことが示され、走査型トンネル顕微鏡(STM)では困難な場合が多い、有機分子系の分子レベルでの構造評価やケルビンプローブ原子間力顕微鏡(KFM)などAFMをベースとするナノスケール電気計測への道が拓かれた。また、AFMプローブは対象分子系に直接アクセスすることが可能なことから、少数分子系の構造・物性の直接制御・操作に関する研究への関心が高まりつつある。一方、有機分子・固体基板界面におけるその分極挙動の解明は、界面電気特性、強誘電分極領域形成過程と関連し、その工学的応用の点に向けて必要不可欠なものとなっている。特に、界面における構造非対称性に起因して界面に形成される分極は分子系の双極子・分極と強く相互作用し、界面近傍の分子の分極制御の重要な因子としてはたらく。本研究では、こうした背景の下、高分解能観察による対象分子の選択、少数分子系への直接アクセスとその電気特性計測、また分子の分極・配向制御を可能とするために必要となる、
(1)高分解能原子間力顕微鏡技術
(2)高配向単分子薄膜の作製法
(3)ダイナミックモードAFMによる分子薄膜の電気特性評価法
などの先進的基盤技術を確立し、ナノプローブ法が少数分子系の分極評価・制御技術への応用に有効であることを証明した。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (14件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] Molecular-scale investigations of semi-insulating polymer single crystals by noncontact atomic force microscopy2005

    • 著者名/発表者名
      T.Ichii, H.Kawabata, T.Fukuma, K.Kobayashi, H.Yamada, K.Matsushige
    • 雑誌名

      Nanotechnology 16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] True-molecular resolution imaging by frequency modulation atomic force microscopy in various environments2004

    • 著者名/発表者名
      T.Fukuma, T.Ichii, K.Kobayashi, H.Yamada, K.Matsushige
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters Vol.86

      ページ: 34103-34103

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Orientation Control of High-Density Polyethylene Molecular Chains Using Atomic Force Microscope2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kimura, K.Kobayashi, H.Yamada, T.Horiuchi, K.Ichida, K.Matsushige
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys Vol.43, No.11A

    • NAID

      10013787177

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Submolecular-Resolution Studies on Metal-Phthalocyanines by Noncontact Atomic Force Microscopy2004

    • 著者名/発表者名
      T.Yoda, T.Ichii, T.Fukuma, K.Kobayashi, H.Yamada, K.Matsushige
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys Vol.43, No.7B

      ページ: 4691-4694

    • NAID

      10013431945

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structures and electrical properties of ferroelectric copolymer ultrathin films2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kobayashi, H.Masuda, H.Yamada, K.Matsushige
    • 雑誌名

      European Polymer Journal 40

      ページ: 987-992

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Orientation Control of High-Density Polyethylene Molecular Chains Using Atomic Force Microscope2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kimura, K.Kobayashi, H.Yamada, T.Horiuchi, K.Ichida, K.Matsushige
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. Vol.43, No.11A

    • NAID

      10013787177

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Submolecular-Resolution Studies on Metal-Phthalocyanines by Noncontact Atomic Force Microscopy2004

    • 著者名/発表者名
      T.Yoda, T.Ichii, T.Fukuma, K.Kobayashi, H.Yamada, K.Matsushige
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. Vol.43, No.7B

      ページ: 4691-4694

    • NAID

      10013431945

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Submolecular-Resolution Studies on Metal-Phthalocyanines by Noncontact Atomic Force Microscopy2004

    • 著者名/発表者名
      T.Yoda, T.Ichii, T.Fukuma, K.Kobayashi, H.Yamada, K.Matsushige
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. Vol.43 No.7B

      ページ: 4691-4694

    • NAID

      10013431945

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Noncontact Atomic Force Microscopy Investigation of Phase-Separated Alkanethiol Self-Assembled Monolayers with Different Head Groups2004

    • 著者名/発表者名
      T.Ichii, T.Fukuma, K.Kobayashi, H.Yamada, K.Matsushige
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. Vol.43 No.7B

      ページ: 4545-4548

    • NAID

      10013431355

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Surface potential measurements of phase-separated alkanethiol self-assembled monolayers by non-contact atomic force microscopy2004

    • 著者名/発表者名
      T.Ichii, T.Fukuma, K.Kobayashi, H.Yamada, K.Matsushige
    • 雑誌名

      Nanotechnology 15

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Noncontact atomic force microscopy study of copper-phthalocyanines : Submolecular-scale contrasts in topography and energy dissipation2004

    • 著者名/発表者名
      T.Fukuma, K.Kobayashi, H.Yamada, K.Matsushige
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics Vol.95 No.9

      ページ: 4742-4746

    • NAID

      120000902295

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Molecular-scale noncontact atomic force microscopy contrasts in topography and energy dissipation on c(4x2) superlattice structures of alkanethiol self-assembled monolayers2004

    • 著者名/発表者名
      T.Fukuma, T.Ichii, K.Kobayashi, H.Yamada, K.Matsushige
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics Vol.95 No.3

      ページ: 1222-1226

    • NAID

      120000906019

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Pyroelectricity of Ferroelectric Vinylidene Fluoride-Oligomer-Evaporated Thin Films2003

    • 著者名/発表者名
      K.Noda, K.Ishida, T.Horiuchi, H.Yamada, K.Matsushige
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys 42

    • NAID

      10012450652

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pyroelectricity of Ferroelectric Vinylidene Fluoride-Oligomer-Evaporated Thin Films2003

    • 著者名/発表者名
      K.Noda, K.Ishida, T.Horiuchi, H.Yamada, K.Matsushige
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 42

    • NAID

      10012450652

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kimura: "Two-dimensional dopant profiling by scanning capacitance force microscopy"Applied Surface Science. 210. 93-98 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Miyazaki: "Fabrication of Nanogap Electrodes Using Ultrathin Film"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. 4173-4176 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Satoh: "Nanoscale Investigation of Optical and Electrical Properties by Dynamic-Mode Atomic Force Microscopy Using a Piezoelectric Cantilever"Jpn.J.Appl.Phys. 42. 4878-4881 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Miyazaki: "Nanoscale Electrical Properties of Molecular Films in the Vicinity of Platinum Ultrathin Film Electrode"Jpn.J.Appl.Phys. 42. 4852-4855 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kimura: "Orientation control of poly (vinylidenefluoride-trifluoroethylene) crystals and molecules using atomic force microscopy"Appl.Phys.Lett.. 82. 4050-4052 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Fukuma: "Molecular-scale noncontact atomic force microscopy contrasts in topography and energy dissipation on c(4x2) superlattice structures of alkanethiol self-assembled monolayers"Journal of Applied Physics. 95[3]. 1222-1226 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takeshi Fukuma: "Molecular-scale non-contact AFM studies of ferroelctric organic thin films epitaxially grown on alkalihalides"Surface Science. Vol.516. 103-108 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kei Kobayashi: "Dopant profiling on semiconducting sample by scanning capacitance force microscopy"Appl.Phys.Lett.. Vol.81 No.14. 2629-2631 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Miyazaki: "Fabrication of Nanometer-Scale Pattern Using Current-Controlled Scanning Probe Lithography"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.41 No.7B. 4948-4951 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hirofumi Yamada: "Local structures and electrical properties of organic molecular films investigated by non-contact atomic force microscopy"Appl.Surf.Sci.. Vol.188. 391-398 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kei Kobayashi: "Dynamic force microscopy using FM detection in various environments"Appl.Surf.Sci.. Vol.188. 430-434 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nobuo Satoh: "Investigations of Local Surface Properties by SNOM Combined with KFM Using a PZT Cantilever"EICE Trans.Electron.. Vol.E85-C No.12. 2071-2076 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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