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力と振動分光による単一原子の元素識別(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 16KK0096
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

配分区分基金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関金沢大学

研究代表者

岡林 則夫  金沢大学, 数物科学系, 助教 (90387853)

研究期間 (年度) 2017 – 2019
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
キーワード走査型トンネル顕微鏡 / 原子間力顕微鏡 / 非弾性電子トンネル分光 / 表面
研究成果の概要

ドイツ・Regensburg大のGiessibl教授との国際共同研究として、原子間力顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡による振動分光法を組み合わせ、顕微鏡の金属探針と表面上の単一分子や単一原子との相互作用過程を調べた。まず、精密な振動分光が可能になるように装置改良を行い、更に、探針表面間の距離が短い領域において二つの手法の同時計測ができるように測定法を改善した。そして、(1)探針との相互作用による分子の構造変化を含む振動エネルギーの変化を、引力から斥力領域にいたるまで、これまでにない精度で理解した。一方で(2)表面上の原子の場合はその振動エネルギーの計測に用いる信号がとても小さい事がわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

原子間力顕微鏡や走査型トンネル顕微鏡は、表面上の単一分子や単一原子を可視化できる強力な測定手法である。この二つの顕微鏡技術を融合することで、“見る”ことの極限を一歩進めたのが本研究の学術的な意義である。また、このようなプローブ顕微鏡を用いたボトムアップ過程により、複数の単一分子や単一原子から人工的にナノ構造体を作製し、新規の物性を創発しようとする試みが近年盛んに行われている。そのようなボトムアップ過程による新規物性の創発を促進するための基盤的な知見を得たことが、もう一つの学術的な意義である。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 2017

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Regensburg大学(ドイツ)2017

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 走査型トンネル顕微鏡と原子間力顕微鏡の融合による単一分子の振動分光2020

    • 著者名/発表者名
      岡林 則夫
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 75 ページ: 279-283

    • NAID

      130007925881

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radio frequency filter for an enhanced resolution of inelastic electron tunneling spectroscopy in a combined scanning tunneling- and atomic force microscope2019

    • 著者名/発表者名
      Angelo Peronio, Norio Okabayashi, Florian Griesbeck and Franz Giessibl
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 90 号: 12 ページ: 123104-4

    • DOI

      10.1063/1.5119888

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 金属探針による表面吸着CO分子の構造変化2019

    • 著者名/発表者名
      岡林 則夫, Thomas Frederiksen, Alexander Liebig, Franz J Giessibl
    • 学会等名
      表面界面スペクトロスコピー2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 金属探針によって引き起こされた単一CO分子の振動状態の劇的な変化2019

    • 著者名/発表者名
      岡林 則夫, Thomas Frederiksen, Ferdinand Huber, Sonia Matencio, Magnus Paulsson, Franz J Giessibl
    • 学会等名
      2019表面真空学術講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 金属探針による吸着CO分子の振動状態の変化2019

    • 著者名/発表者名
      岡林 則夫, Thomas Frederiksen, Ferdinand Huber, Sonia Matencio, Magnus Paulsson, Franz J Giessibl
    • 学会等名
      日本物理学会2019秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 走査型プローブ顕微鏡による一酸化炭素分子の精密振動分光2019

    • 著者名/発表者名
      岡林 則夫
    • 学会等名
      第931回分子研コロキウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Interaction between a metallic STM tip and a single CO molecule adsorbed on a copper surface2019

    • 著者名/発表者名
      Norio Okabayashi, Angelo Peronio, Sonia Matencio, Ferdinand Huber, Thomas Frederiksen, Magnus Paulsson, Franz J. Giessibl
    • 学会等名
      Spring meeting of German Physical Society 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Tip induced configuration change of a single CO molecule on a copper surface2019

    • 著者名/発表者名
      Norio Okabayashi
    • 学会等名
      Chair's Seminar in Regensburg University
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Vibrational energies of a single CO molecule in an external force field2019

    • 著者名/発表者名
      Norio Okabayashi
    • 学会等名
      Seminar in Fritz Haber institute
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] STM-IETS とAFM の融合による単一分子の振動分光2019

    • 著者名/発表者名
      岡林 則夫
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 「超高空間分解能SPMの最前線」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-03-15   更新日: 2021-02-19  

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