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量子構造を持つ分子ワイヤの単一分子伝導計測

研究課題

研究課題/領域番号 17K05060
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関横浜市立大学

研究代表者

横山 崇  横浜市立大学, 理学部, 教授 (80343862)

研究分担者 田中 彰治  分子科学研究所, 安全衛生管理室, 特任研究員 (20192635)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード分子ダイオード / 走査型トンネル顕微鏡 / ドナーアクセプター接合 / トンネル分光 / 分子ワイヤ / ドナー・アクセプター / ナノコンタクト / 表面・界面物性 / 単一分子計測
研究成果の概要

本研究では、(1)分子ワイヤを基板表面へ蒸着するエレクトロスプレー蒸着法の確立、(2)表面吸着した分子ダイオードの構造・電子状態計測(STM/STS)、(3)分子内に量子構造が組み込まれた分子ワイヤの精密合成に分類して進めた。特に、(2)に関してはドナー性分子とアクセプター性分子を基板上で積層させ、分子ダイオードを実現することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

シリコン半導体に基づくエレクトロニクスの高速化・高集積化の進歩は、現在飽和にさしかかり始めており、機能性分子を利用した素子の開発が今後必要となる。分子ダイオードはその必須要素となる。本研究はその基礎研究であり、ドナー性分子とアクセプター性分子を単一分子レベルで積層させることでダイオード特性を示すことを明らかにした。この研究をさらに深め、このメカニズムをさらに深く明らかにすることで、分子ダイオードの本格的な実現が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Structural Modification of DNA Studied by Scanning Tunneling Microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Terasaki Kohei、Yokoyama Takashi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 123 号: 8 ページ: 1780-1783

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.8b12100

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly Planar and Completely Insulated Oligothiophenes: Effects of π-Conjugation on Hopping Charge Transport2019

    • 著者名/発表者名
      Ie Yutaka、Okamoto Yuji、Inoue Takuya、Tone Saori、Seo Takuji、Honda Yasushi、Tanaka Shoji、Lee See Kei、Ohto Tatsuhiko、Yamada Ryo、Tada Hirokazu、Aso Yoshio
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 10 号: 12 ページ: 3197-3204

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.9b00747

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Si(111)-Ag表面上に配列したヘキサベンゾコロネン誘導体の低温STM観察2020

    • 著者名/発表者名
      元島順, 鈴木奈央子, 横山崇
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ge(111)√3×√3-Agと同時に形成した三角形状島からのAg追加蒸着による超構造への成長2020

    • 著者名/発表者名
      菊地努, 横山崇
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ge(111)√3x√3-Agと同時に形成した三角形状島のSTM観察2019

    • 著者名/発表者名
      菊地努, 横山崇
    • 学会等名
      界面・表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] Ge(111)-Ag表面のSTM/STS観察2019

    • 著者名/発表者名
      菊地努, 横山崇
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ag(110)上における蒸着量に依存したコロネン分子自己組織化2019

    • 著者名/発表者名
      元島 順, 横山 崇
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 末端ピリジル基を有する長鎖オリゴチオフェン分子のSTM観察2019

    • 著者名/発表者名
      籾山大樹, 横山崇, 田中彰治
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Ag/Ge(111)-√3×√3表面で複数存在するオリゴチオフェン分子の吸着構造とその配列2019

    • 著者名/発表者名
      菊地努, 横山崇
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 蒸着量に依存したAg(110)表面上でのセキシフェニル分子の自己組織化配列2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木奈央子、横山崇
    • 学会等名
      表面・界面スペクトロスコピー2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Ag(110)表面上におけるセキシフェニル分子の蒸着量に伴う自己組織化配列2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木奈央子, 横山崇
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] エレクトロスプレー蒸着したタンパク質の単一分子STM観察2018

    • 著者名/発表者名
      寺崎航平, 横山崇
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ドナー・アクセプター単分子積層によって構築した分子ダイオード構造のSTM/STS観察2017

    • 著者名/発表者名
      津村ゆり子、塚田秀行、横山崇
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Ag(110)表面上でのセキシフェニル分子の自己組織化配列2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木奈央子, 横山崇
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] エレクトロスプレー法によってAu(111)上に蒸着した生体分子のSTM観察2017

    • 著者名/発表者名
      寺崎航平, 横山崇
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] STM/STS study of a molecular diode formed by donor-acceptor stacking on Cu(111)2017

    • 著者名/発表者名
      Yuriko Tsumura, Hideyuki Tsukada, Takashi Yokoyama
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct identification of various structures of DNA on Au(111) surface by LT-STM2017

    • 著者名/発表者名
      Kouhei Terasaki, Takashi Yokoyama
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] STM/STS study of stacked donor-acceptor molecules formed on Cu(111)2017

    • 著者名/発表者名
      Yuriko Tsumura, Takashi Yokoyama
    • 学会等名
      The 5th Ito International Research Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 第二段階単一分子内集積化のための分子ランナーの開発2017

    • 著者名/発表者名
      田中 彰治
    • 学会等名
      第8回分子アーキテクトニクス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] STM imaging of various structures of DNA on Au(111) surface2017

    • 著者名/発表者名
      Kouhei Terasaki, Takashi Yokoyama
    • 学会等名
      The 5th Ito International Research Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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