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自己組織化単分子層を用いた多様な分子-電極接合の構築と単一分子電気伝導測定

研究課題

研究課題/領域番号 19750102
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 機能物質化学
研究機関北海道大学

研究代表者

高草木 達  北海道大学, 触媒化学研究センター, 准教授 (30359484)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 300千円)
2008年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2007年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード自己組織化単分子層 / 単一分子電気伝導 / 電気化学走査型トンネル顕微鏡 / ナノコンタクト / ナノ材料 / 表面界面物性 / 電気伝導性 / 走査型プローブ顕微鏡
研究概要

再現性の高い単一分子の電気伝導測定を可能とすることを目的とし、金上のチオール、シリコン上Si-C 結合を介した単分子層等の自己組織化単分子層(SAM)上に、合成化学的手法を用いて金属層を析出させ、構造のよく規制された金属層-SAM-金属(または半導体)基板からなる接合構造の作成法を確立した。また実際に電気伝導測定を行って電荷移動機構を明らかにした。さらにフェルミ準位付近に分子軌道を有し、多電子酸化還元能を示すルテニウム二核錯体を骨格に含むSAM を金表面上に形成し、電気化学走査型トンネル顕微鏡を用いて、分子一個ずつを識別しながら電気伝導性の評価を行った。分子の像輝度(トンネル電流の流れやすさ)は、探針、基板、分子軌道のエネルギーレベルの相対位置により変化し、軌道を介した共鳴トンネリングによる電子伝導パスが存在すると解釈した。

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 18件) 学会発表 (11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Electrodeposition of Ag and Pd on a Reconstructed Au(111) Electrode Surface Studied by In situ Scanning Tunneling Microscopy2009

    • 著者名/発表者名
      S.Takakusagi, K. Kitamura, K. Uosaki
    • 雑誌名

      Electrochim. Acta (印刷中)

    • NAID

      120001702439

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability of underpotentially deposited Ag layers on a Au(111) surface studied by surface X-ray scattering2009

    • 著者名/発表者名
      T. Kondo, S. Takakusagi, K. Uosaki
    • 雑誌名

      Electrochem.Comm. 11

      ページ: 804-807

    • NAID

      120001702438

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability of underpotentially deposited Ag layers on a Au(111)surface studied by surface X-ray scattering2009

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Kondo
    • 雑誌名

      Electrochemistry Communications 11

      ページ: 804-807

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adsorption Structure of Acetic Anhyhdride on a TiO_2(110)Surface Observed by Scanning Tunneling Microscopy2009

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Kinoshita
    • 雑誌名

      Surface Science 603

      ページ: 552-557

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Density Monolayer of Caged, Compact Phosphine Ligand on Gold Surface: Remarkable Reusability in Rh Catalysis2008

    • 著者名/発表者名
      K. Hara, R. Akiyama, S. Takakusagi, K. Uosaki, T. Yoshino, H. Kagi, M. Sawamura
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed. 47

      ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ Real-time Monitoring of Electrochemical Ag deposition on a Reconstructed Au(111) Studied by Scanning Tunneling Microscopy2008

    • 著者名/発表者名
      S. Takakusagi, K. Kitamura, K. Uosaki
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C 112

      ページ: 3073-3077

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrophilicity transition of the clean rutile TiO_2(110)surface2008

    • 著者名/発表者名
      Daniel Hennessy
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta 53

      ページ: 6173-6177

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Density Monolayer of Caged, Compact Phosphine Ligand on Gold Surface : Remarkable Reusability in Rh Catalysis2008

    • 著者名/発表者名
      Kenji Hara
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition 47

      ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneous Rapid Growth of Triruthenium Cluster-based Multilayers on Gold Surfaces. Cyclic Voltammetric In Situ Monitoring and AFM Characterization2008

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Michi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 37

      ページ: 576-577

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrocatalytic Activity for Oxygen Reduction of Multilayer of Pd Coated Gold Nanoclusters2008

    • 著者名/発表者名
      Motoko Harada
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan 33

      ページ: 145-148

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ Real-time Monitoring of Electrochemical Ag deposition on a Rec-onstructed Au (111) Studied by Scanning Tunneling Microscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Satoru Takakusagi
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C 112

      ページ: 3073-3077

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functionalization of Silicon Surfaces with Catalytically Active Pd Complexes and Application to the Aerobic Oxidation of Benzylic Alcohols2007

    • 著者名/発表者名
      K. Hara, S. Tayama, H. Kano, T. Masuda, S. Takakusagi, T. Kondo, K. Uosaki, M. Sawamura
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      ページ: 4280-4282

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure of Au(111) and Au(100) Single Crystal Electrode Surfaces at Various Potentials in Sulfuric Acid Solution Determined by In situ Surface X-ray Scattering2007

    • 著者名/発表者名
      T. Kondo, J. Morita, K. Hanaoka, S. Takakusagi, K. Tamura, M. Takahasi, J. Mizuki, K. Uosaki
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C 111

      ページ: 13197-13204

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoanodic Formation of an Organic Monolayer on a Hydrogen-terminated Si(111) Surface via Si-C Covalent Bond Using a Grignard Reagent and its Application for One-step Monolayerpatterning2007

    • 著者名/発表者名
      S. Takakusagi, T. Miyasaka, K. Uosaki
    • 雑誌名

      J. Electroanal. Chem. 599

      ページ: 344-348

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoanodic Formation of an Organic Monolayer on a Hydrogen-terminated si (111) Surface via Si-C Covalent Bond Using a Grignard Reagent and its Application for One-step Monolayer-patterning2007

    • 著者名/発表者名
      Satoru Takakusagi
    • 雑誌名

      Journal of Electroanalytical Chemistry 599

      ページ: 344-348

    • NAID

      120000966953

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functionalization of Silicon Surfaces with Catalytically Active Pd Compl-exes and Application to the Aerobic Oxidation of Benzylic Alcohols2007

    • 著者名/発表者名
      Kenji Hara
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      ページ: 4280-4282

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of Self-assembled Monolayer Terminated with N-Heterocyclic Carbene-Rhodium (I) Complex Moiety2007

    • 著者名/発表者名
      Kenji Hara
    • 雑誌名

      Surface Science 601

      ページ: 5127-5132

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure of Au (111) and Au (100) Single Crystal Electrode Surfaces at Various Potentials in Sulfuric Acid Solution Determined by In situ Surface X-ray Scattering2007

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Kondo
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C 111

      ページ: 13197-13204

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ウェット法によるTiO_2単結晶の表面修飾とその特性2009

    • 著者名/発表者名
      高草木達
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会
    • 発表場所
      船橋
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Structure of Au nanoclusters on Ti02(110)surface studied by polarisation dependent total-reflection fluorescence(PTRF)XAFS2009

    • 著者名/発表者名
      Satoru Takakusagi
    • 学会等名
      6th International Workshop on Oxide Surfaces(IWOX-VI)
    • 発表場所
      Schladming
    • 年月日
      2009-01-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 偏光全反射蛍光XAFS法によるTiO_2(110)上Auナノクラスターの構造解析2008

    • 著者名/発表者名
      高草木達
    • 学会等名
      第28回表面科学講演大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-11-15
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Electrode Potential on Ag Deposition on a Reconstructed Au(111)Surface Studied by In situ Scanning Tunneling Microscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Satoru Takakusagi
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Surface Science and Nanotechnology
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-11-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Polarization Dependent Total-Reflection Fluorescence (PTRF) XAFS Study on Structure of Au Nanoclusters on TiO2(110)surface2008

    • 著者名/発表者名
      Satoru Takakusagi
    • 学会等名
      CRC International Symposium on Bio-interface and Biomass Conversion
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2008-10-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 分子-電極接合形成過程のXAFS による構造解析2008

    • 著者名/発表者名
      高草木達
    • 学会等名
      PF 研究会「電気化学への放射光利用X 線技術の応用」
    • 発表場所
      KEK(つくば)
    • 年月日
      2008-08-05
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 分子-電極接合形成過程のXAFSによる構造解析2008

    • 著者名/発表者名
      高草木達
    • 学会等名
      PF研究会「電気化学への放射光利用X線技術の応用」
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2008-08-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 走査型トンネル顕微鏡(STM)による再構成したAu(111)表面上への電気化学的Ag析出過程のその場追跡2008

    • 著者名/発表者名
      高草木達
    • 学会等名
      日本化学会第88春季年会
    • 発表場所
      立教大学
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Potential dependent electrodeposition process of Ag on a reconstructed Au(111) surface studied by in situ scanning tunneling microscopy2008

    • 著者名/発表者名
      S. Takakusagi, K. Kitamura, K. Uosaki
    • 学会等名
      International mini-Symposium on Control and Analysis of Reactions at Electrolyte/Solution Interface with Atomic/ Molecular Resolution
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2008-03-10
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Potential Dependent Electrodeposition Process of Ag on a Reconstructed Au (111) Surface Studied by in situ Scanning Tunneling Microscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Satoru Takakusagi
    • 学会等名
      International mini-Symposium on Control and Analysis of Reactions at Electrode/Solution Interface with Atomic/Molecular Resolution
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2008-03-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 再構成したAu(111)電極表面上へのAg析出における電極電位の効果2007

    • 著者名/発表者名
      高草木 達
    • 学会等名
      第27回表面科学講演大会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所
    • 年月日
      2007-11-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://pchem.sci.hokudai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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