表面増強ラマン散乱の電場効果と化学効果は実験的に分離できるか？

• 研究課題/領域番号: 16K13975
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能物性化学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 木口 学 東京工業大学, 理学院, 教授 (70313020)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2016年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
• キーワード: 表面増強ラマン散乱 / 単分子接合

研究成果の概要

表面増強ラマン散乱と電気特性の同時計測装置を開発し、金属電極に単分子を架橋させた単分子接合の表面増強ラマン散乱計測を行い、SERSにおける電場効果と化学効果について検討を行った。特に、金電極に架橋したベンゼンジチオール(BDT)単分子接合で顕著な成果を得ることができた。SERS強度とI-Vの関係性を検討した所、BDT単分子が特定のBridgeサイトに吸着した時だけSERSが観測されることが明らかとなった。サイト選択的な分光法の開発に初めて成功した。また同時計測によりSERS強度とcoupling強度の間に、よい相関があることも明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Molecular diode studies based on a highly sensitive molecular measurement technique (2017)
  • 著者名/発表者名: M. iwane, S. Fujii, M. Kiguchi
  • 雑誌名: Sensors 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gap Width-independent Spectra in ATP Surface Enhanced Raman Scattering stimulated in Au-gap Array (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Watanabe, S. Kaneko, S. Fujii, T. Nishino, S. Kasai, K. Tsukagoshi, M. Kiguchi
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Process and Atomic Structures of Single Pyrazine Molecular Junction by Tuning the Strength of the Metal-Molecule Interaction (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Kaneko, R. Takahashi, S. Fujii, T. Nishino, M. Kiguchi
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 19 号: 15 ページ: 9843-9848
  • DOI: 10.1039/c6cp08862g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single Molecular Junction Study on H2O@C60: H2O is "Electrostatically Isolated" (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Kaneko, Yoshifumi Hashikawa, Shintaro Fujii, Yasujiro Murata, Manabu Kiguchi
  • 雑誌名: Chem. Phys. Chem. 巻: 18 号: 10 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1002/cphc.201700173
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Statistical I-V measurements of single-molecule junctions with an asymmetric anchoring group, 1,4-aminobenzenethiol (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Komoto, S. Fujii, M. Kiguchi
  • 雑誌名: Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol. 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Atomic structure of water/Au, Ag, Cu and Pt atomic junction (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Li, S. Kaneko, S. Fujii, T. Nishino, M. Kiguchi
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 19 号: 6 ページ: 4673-4677
  • DOI: 10.1039/c6cp07549e
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-situ Observation of Formation Process of Free Standing Au Nano Wire with Scanning Electron Microscope (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Aiba, S. Kaneko, S. Fujii, T. Nishino, K. Tsukagoshi, M. Kiguchi
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 28 号: 10 ページ: 105707-105707
  • DOI: 10.1088/1361-6528/aa59f0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Electronic Structure of the Single-molecule Junction Based on Current-Voltage Measurement and Thermopower Measurement-Application to C60 Single-molecule Junction (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Komoto, Y. Isshiki, S. Fujii, T. Nishino, M. Kiguchi
  • 雑誌名: Chem. Asian J. 巻: 12 号: 4 ページ: 440-445
  • DOI: 10.1002/asia.201601392
  • NAID: 130006710283
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mechanical control of the plasmon coupling with Au nanoparticle arrays fixed on the elastomeric film via chemical bond (2017)
  • 著者名/発表者名: E. Bedogni, S. Kaneko, S. Fujii, M. Kiguchi
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 56 号: 3 ページ: 35201-35201
  • DOI: 10.7567/jjap.56.035201
  • NAID: 210000147477
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Bowl Inversion and Electronic Switching of Buckybowls on Gold (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii, M. Zlatdinov, S. Higashibayashi, H. Sakurai, M. Kiguchi,
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 138 号: 37 ページ: 12142-12149
  • DOI: 10.1021/jacs.6b04741
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Governing the Metal-Molecule Interface: Towards New Functionality in Single-Molecule Junctions (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Kiguchi, S. Fujii
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 90 号: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1246/bcsj.20160229
  • NAID: 130005289864
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Single-Molecule Junction for Molecular Electronics (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Komoto, S. Fujii, M. Iwane, M. Kiguchi
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. C 巻: 4 号: 38 ページ: 8842-8858
  • DOI: 10.1039/c6tc03268k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of the energy barrier for failure of Au atomic contact based on temperature dependent current-voltage characteristics (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Aiba S. Kaneko, S. Fujii, T. Nishino, M. Kiguchi
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 18 号: 31 ページ: 21586-21589
  • DOI: 10.1039/c6cp03437c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomic and Electronic Structures of Single Oxygen Molecular Junction with Au, Ag and Cu Electrodes (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Li, S. Kaneko, Y. Komoto, S. Fujii, T. Nishino, M. Kiguchi
  • 雑誌名: Phys. Chem. C 巻: 120 号: 29 ページ: 16254-16258
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.6b04862
  • NAID: 130006245143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discrete Self-Assembly and Functionality of Guest Molecules in an Organic Framework (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Ando, T. Fukushima, T. Yamaguchi
  • 雑誌名: Chemistry of Materials 巻: 28 号: 61 ページ: 5847-5854
  • DOI: 10.1039/c6ra07173b
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Determination of the number of atoms present in nano contact based on shot noise measurements with highly stable nano fabricated electrodes (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Takahashi, S. Kaneko, S. M. Gonzaez, S. Fujii, T. Nishino, K. Tsukagoshi, M. Kiguchi
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 27 号: 29 ページ: 295203-295203
  • DOI: 10.1088/0957-4484/27/29/295203
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resolving metal-molecule interfaces at single-molecule junctions (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Komoto, S. Fujii, H. Nakamura, T. Tada, T. Nishino, M. Kiguchi
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 26606-26606
  • DOI: 10.1038/srep26606
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of the Ag Ion Insertion on Electron Transport through Au Ion Wires (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Fujii, S. Kanae, M. Iwane, T. Nishino, T. Osuga, T. Murase, M. Fujita, M. Kiguchi
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 45 号: 7 ページ: 764-766
  • DOI: 10.1246/cl.160286
  • NAID: 130005253025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single Tripyridyl-Triazine Molecular Junction with Multiple Binding Sites (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Iwane, S. Fujii, T. Nishino, M. Kiguchi
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 120 号: 16 ページ: 8936-8940
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.5b12728
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electrical Conductance of a Single 1,2-Ethanedithiol Molecular Junction Prepared in (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Bedogni, S. Kaneko, S. Fujii, T. Nishino, M. Kiguchi
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: * 号: 7 ページ: 804-806
  • DOI: 10.1246/cl.160238
  • NAID: 130005252995
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Surface enhanced Raman scattering of single 1,4-benzendithiol molecular junction (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Kaneko, D. Murai, S. Fujii, M. Kiguchi
  • 雑誌名: Int. J. Mod. Phys. B 巻: * 号: 13 ページ: 1642010-1642010
  • DOI: 10.1142/s0217979216420108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Site selection in single-molecule junction for highly reproducible molecular electronics (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Kaneko, D. Murai, S. Marques-Gonzalez, H. Nakamura, Y. Komoto, S. Fujii, T. Nishino, K. Ikeda, K. Tsukagoshi, M. Kiguchi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 138 号: 4 ページ: 1294-1300
  • DOI: 10.1021/jacs.5b11559
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of the Molecule-Metal Interface on Surface Enhanced Raman Scattering of 1,4-Benzenedithiol Molecule (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, S. Kaneko, S. Fujii, S. Marques-Gonzalez, T. Nishino, M. Kiguchi
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 120 号: 2 ページ: 1038-1042
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.5b10385
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 機械的な力を利用した単分子メモリの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木口学
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会(2017)
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2017-03-19
  • 招待講演
• [学会発表] Single Molecular Spectroscopy for Single Molecular Junction (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Kiguchi
  • 学会等名: Nippon-Taiwan Workshop on Innovation of Emergent Materials
  • 発表場所: 兵庫
  • 年月日: 2017-02-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] SERS measurement of Single Molecular Junction (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Kiguchi
  • 学会等名: 2nd Joint Workshop between Nanyang Technological University and Tokyo Institute of Technology
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-11-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Characterization of single molecule bridging metal electrodes using simultaneous SERS and conductance measurement (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Kiguchi
  • 学会等名: International Workshops on Advanced Materials Science and Nanotechnology 2016
  • 発表場所: Ha Long, Vietnam
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 木口・西野研究室 ホームページ
  • URL: http://www.chemistry.titech.ac.jp/~kiguti/index.html