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高精度AFMリソグラフィー手法の開発による単一分子の電気伝導測定

研究課題

研究課題/領域番号 20027001
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

秋山 琴音  東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (60447175)

研究分担者 江口 豊明  東京大学, 物性研究所, 助教 (70308196)
浜田 雅之  東京大学, 物性研究所, 技術職員 (00396920)
研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
2009年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2008年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード走査プローブ顕微鏡
研究概要

集束イオンビーム(FIB)により先鋭化した金探針の付いたAFMセンサー(水晶振動子)を作製して非接触AFMで用い、探針・試料間にパルス電圧を印可することによって、探針先端原子の電界蒸発を促し試料表面上への文字パターンや金ナノ細線の描画(AFMリソグラフィー)を行った。独自に開発したナノレベルで鋭利な金探針を距離制御性に優れ高分解能を有する非接触AFMで制御してAFMリソグラフィーに成功した点で意義深い。これまでのAFMリソグラフィーでは、曲率半径50~100nm程度の金属被覆Si探針を用いており、描画線幅も50nm程度が限界だったのに対し、本研究で、先端半径12nm程度の金探針のついたAFMセンサーを非接触AFMで制御したことにより、線幅20~30nm程度の金属細線の描画が可能となった。また、この高精度AFMリソグラフィー手法は、半導体デバイスの導線など様々な応用が考えられるが、中でもナノ構造の電気伝導測定に威力を発揮すると考えている。特に、ナノギャップ作製の技術的難解さやbreak-junktion法の再現性の低さなどから単一分子の電気伝導測定結果については異なる実験間での値がまちまちであり、加えて理論値と実験値が異なるのが現状である。本研究により高精度AFMリソグラフィー手法を確立し、試料表面上で分子・マクロ金属電極を結ぶことができれば、新たな電気伝導測定手法を確立することができ、分子エレクトロニクス発展への手がかりとなると考えている。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Controlled formation and mechanical characterization of metallic glassy nanowires2009

    • 著者名/発表者名
      K.Nakayama, K.Akiyama, et. al
    • 雑誌名

      Advanced Materials 21

      ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct evidence of the contribution of surface states to the Kondo resonance2009

    • 著者名/発表者名
      Q.Li, T.Eguchi, Y Hasegawa, et. al
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 80

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Initial adsorption and Kondo resonance of 5,10,15,20-tetrakis(4-bromophenyl)porphyrin-Co molecules on Ag/Si(111) surface studied by low-temperature scanning tunneling microscopy/spectroscopy2009

    • 著者名/発表者名
      Q.Li, T.Eguchi, Y Hasegawa, et. al
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 48

    • NAID

      210000067307

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoscale chemical imaging by scanning tunneling microscopy assisted by synchrotron radiation2009

    • 著者名/発表者名
      T. Okuda, K. Akiyama, et.al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 102

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoscale lithography with frequency-modulation atomic force microscopy2008

    • 著者名/発表者名
      M. Hamada, K. Akiyama, et.al.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments 79

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] AFM lithography and electrical mode spectroscopy using metal-tip cantilevers2010

    • 著者名/発表者名
      Kotone Akiyama, G.Bremond
    • 学会等名
      ElyT lab Workshop
    • 発表場所
      Sevrier, France
    • 年月日
      2010-03-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Nano-scale lithography with frequency modulation AFM2009

    • 著者名/発表者名
      Kotone Akiyama
    • 学会等名
      Surface kinetics international conference
    • 発表場所
      Salt Lake. City, USA
    • 年月日
      2009-03-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Mechanical and electrical measurements of nano-materials2009

    • 著者名/発表者名
      Kotone Akiyama
    • 学会等名
      WPI-AIMR. annual workshop
    • 発表場所
      Zao
    • 年月日
      2009-03-04
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Nano-scale lithography with frequency modulation atomic force microscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Kotone Akiyama
    • 学会等名
      16th international colloquium on scanning probe microscopy
    • 発表場所
      16th international colloquium on scanning probe microscopy
    • 年月日
      2008-12-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Nano-scale lithography with frequency modulation atomic force microscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Kotone Akiyama
    • 学会等名
      ELyT Lab workshop
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2008-12-01
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Nano-scale lithography with frequency-modulation atomic force microscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Kotone Akiyama
    • 学会等名
      International conference on nanoscience + technology 2008
    • 発表場所
      Keystone, USA
    • 年月日
      2008-07-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 高精度AFMリソグラフィー手法の開発による単一分子の電気伝導測定2008

    • 著者名/発表者名
      秋山琴音
    • 学会等名
      特定領域「ナノリンク分子の電気伝導」領域会議
    • 発表場所
      函館
    • 年月日
      2008-07-04
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] 走査プローブ顕微鏡2009

    • 著者名/発表者名
      長谷川幸雄、江口豊明
    • 出版者
      共立出版
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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