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孤立クラスターにおける原子レベルの電気伝導特性

研究課題

研究課題/領域番号 17654078
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス・プラズマ
研究機関京都大学

研究代表者

八尾 誠  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70182293)

研究分担者 永谷 清信  京都大学, 大学院・理学研究科, 助教 (30273436)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2007年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2006年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2005年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードクラスター / 電気伝導特性 / 単一分子計測
研究概要

19年度は、18年度に開発した分子ビーム成装置と運動量イメージング計測装置を用いて、π共役電子を有する有機分子の実験を行った。運動量イメージング計測装置では、飛行時間型質量分析器に2次元検出器を組み合わせることで、生成した多数のイオンについて質量電荷比と運動量を計測可能な装置である。
試料には分子ワイヤとして応用が期待されるπ共役電子を有する有機分子について、分子のベンゼン環の数やベンゼン環の結合の仕方を系統的に変えて計測を行った。試料としては、臭素原子の反対位置の水酸基を有する分子を用い、酸素イオンを検出することで電荷が分子中を伝播したことを検証した。まず、ベンゼン環が1重結合で結ばれたフェニル系の分子で、ベンゼン環1個を有する臭化フェノールと2個有する臭化ビフェニルとで、臭素原子でX線吸収を起こした後の解離イオンの分析を行った。運動量イメージングから得られた解離イオン間の3次元運動量相関からは、X線吸収後に分子が大きな変形などを経ることなく、基底状態の形状を保ったまま即座に解離を起こしていることが明らかとなった。またいずれの分子の実験からも、臭素イオンと同時に酸素イオンが生成するイベントが確認されており、臭素原子上で生成した電荷が分子を介して酸素原子まで伝播したことが実験から直接確認できた。
さらに、分子長に増大に伴い臭素から酸素へ電荷が到達する確率が低下することが確認されており、分子長により伝導特性が変化していると考えられる。
以上の実験結果は、本研究で提案している非接触式の電気伝導特性計測手法が、クラスターにとどまらず単一分子にいたるナノスケール物質の計測に適用できる一般的な手法となりうることを示している。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Fragmentation channels of K-shell excited rare-gas clusters studied bymultiple-ion coincidence momentum imaging2008

    • 著者名/発表者名
      H. Murakami, H. Iwayama, K. Nagaya, and M. Yao
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 128

      ページ: 54303-54303

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence of interatomic Coulombic decay in ArKr after Ar 2p Auger decay2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Morishita, et. al.
    • 雑誌名

      J. Phys. B 41

      ページ: 25101-25101

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron-Ion-Coincidence spectra of K-shell excited Ne, Ar and Kr clusters2007

    • 著者名/発表者名
      H. Murakami, K. Nagaya, Y. Ohmasa, H. Iwayama and M. Yao
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 126

      ページ: 54306-54306

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coulomb explosion of K-shell ionized krypton clusters studied by multiple-ion coincidence momentum imaging2007

    • 著者名/発表者名
      H.Iwayama, K.Nagaya, H.Murakami, Y.Ohmasa, M.Yao
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 126

      ページ: 24305-24305

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Electron-Ion-Coincidence spectra of K-shell excited Ne, Ar and Kr clusters2007

    • 著者名/発表者名
      H.Murakami, K.Nagaya, Y.Ohmasa, H.Iwayama, M.Yao
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 126

      ページ: 54306-54306

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] EICO Measurements of Inner-Core Excited Mixed Rare-Gas Clusters : Direct Observation of Charge Transfer2007

    • 著者名/発表者名
      K.Nagaya, H.Iwayama, H.Murakami, Y.Ohmasa, M.Yao
    • 雑誌名

      Eur.Phys.J.D (accepted)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Electron-Ion-Coincidence spectra for deep inner-shell excited rare-gas clusters2007

    • 著者名/発表者名
      H.Murakami, H.Iwayama, K.Nagaya Y.Ohmasa, M.Yao
    • 雑誌名

      Eur.Phys.J.D (accepted)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Electron-Ion-Coincidence Measurements for K-Shell Excited Free Krypton Clusters2006

    • 著者名/発表者名
      K.Nagaya, M.Yao, H.Murakami, A.Mori, Y.Ohmasa, H.Kajikawa
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 75

      ページ: 114801-114801

    • NAID

      110004852781

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The Middle Way2006

    • 著者名/発表者名
      八尾 誠
    • 雑誌名

      ナノ学会会報 4巻2号

      ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] X-ray absorption and de-excitation processes of krypton clusters studied by the XAFS-PEPICO synchronous measurements2006

    • 著者名/発表者名
      K.Nagaya, M.Yao, H.Murakami, A.Mori, et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. (未定)(Submitted)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Dielectric Properties of Lower Alcohols : from Vapor to Glass2006

    • 著者名/発表者名
      M.Yao, Y.Hiejima
    • 雑誌名

      Water, Steam, and Aqueous Solutions for Electric Power (未定)(掲載予定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] X-ray absorption and de-excitation processes of krypton clusters studied by the XAFS-PEPICO synchronous measurements2005

    • 著者名/発表者名
      K.Nagaya, A.Mori, H.Murakami, M.Yao, Y.Ohmasa et al.
    • 雑誌名

      Physica Scripta T115

      ページ: 984-984

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamic Structure of Liquid Chalcogens in the Semiconductor-to-Metal Transition2005

    • 著者名/発表者名
      Range, A.Chiba, M.Yao, Y.Ohmasa, Y.Hiejima, et al.
    • 雑誌名

      J.Neutron Research 13

      ページ: 149-149

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Studies on structure and dynamics of free clusters by using hard x-ray2007

    • 著者名/発表者名
      K. NAGAYA
    • 学会等名
      52nd IUVSTA Workshop - INTERNATIONAL SCHOOL OF SOLID STATE PHYSICS: Structure and dynamics of free and supported nanoparticles using short wavelength radiation
    • 発表場所
      Erice (Sicily), Italy
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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