研究課題
基盤研究(A)
本研究では、「絶縁体も扱える非接触原子間力顕微鏡を駆使して、原子分子を力学的に操作する未踏の技術を実現する」ことを目的とする。具体的には以下の3点を課題とする。(1非接触原子間力顕微鏡を超高感度化する。(2)力学的に原子分子操作を行うための機構や制御条件を解明する。(3)原子分子操作によりナノ構造を構築し、その物性を解明する。具体的には、下記の成果が得られている。1)垂直方向の原子操作の機構と制御条件の検討表面の原子を引き抜いたり、付与させたりといった垂直方向の原子操作について、探針の振動振幅や探針・試料間距離、温度などを変化させて系統的に調べ、その機構と制御条件を検討した。なお、そのための試料としては、垂直方向の原子操作に成功しているシリコン表面を取り上げた。2)修飾探針を用いた垂直方向の原子操作の制御因子に関する検討探針を修飾することにより、探針先端部の電子状態を制御することができる。このような修飾した探針は、力学的な原子操作の制御因子を解明するためには極めて重要である。このような修飾した探針を用いて、垂直方向の原子操作の機構について検討した。3)水平方向の原子操作の機構と制御条件の検討原子を引き抜いたり、付与させたりといった垂直方向の原子操作だけでなく、原子を水平方向に移動させたりする水平方向の原子操作を試み、その機構と制御条件を検討する。試料表面としては、吸着エネルギーが比較的小さい、アルカリハライド結晶表面の吸着金属原子やシリコン表面上の吸着不活性原子を取り上げた。4)分子操作の新しい制御方法の提案と制御条件の検討操作対象に試料表面上の分子量の小さな吸着分子を取り上げ、これを力学的に垂直・水平方向に操作するための因子を明らかにした。
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