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単一分子デバイスの精密動作制御と新奇機能の創出

研究課題

研究課題/領域番号 24710147
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 マイクロ・ナノデバイス
研究機関筑波大学

研究代表者

吉田 昭二  筑波大学, 数理物質系, 助教 (90447227)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014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)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2012年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード分子エレクトロニクス / 走査プローブ顕微鏡
研究成果の概要

単一分子デバイスの実現へ向けて、単一分子の両側を電極で挟んで形成した単一分子接合の伝導機構の研究が必要不可欠である。単一分子接合のコンダクタンスは分子形状によって大きく変化するが、分子形状を精密操作することにより分子の伝導特性を制御できれば、伝導機構の解明に貢献できるだけでなく、分子形状効果を利用したスイッチなどの応用も期待できる。
本研究では、走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて探針-試料間に形成した単一分子の形状を3次元的にサブオングストロームの精度で制御し伝導特性を調べる方法を開発した。この方法を用いて分子のシス-トランス異性化を制御し、単一分子のスイッチングを観測することに成功した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (18件) (うち招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Probing ultrafast spin dynamics with optical pump-probe scanning tunnelling microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Shoji Yoshida, Yuta Aizawa, Zi-han Wang, Ryuji Oshima, Yutaka Mera, Eiji Matsuyama, Haruhiro Oigawa, Osamu Takeuchi, and Hidemi Shigekawa
    • 雑誌名

      Nature Nanotechnology

      巻: 9 号: 8 ページ: 588-593

    • DOI

      10.1038/nnano.2014.125

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spectroscopy: Nanoscale terahertz spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Hidemi Shigekawa, Shoji Yoshida and Osamu Takeuchi
    • 雑誌名

      Nature Photonics

      巻: 8 号: 11 ページ: 815-817

    • DOI

      10.1038/nphoton.2014.272

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] フェムト秒時間分解STMの現状と展開2014

    • 著者名/発表者名
      重川秀実、吉田昭二、武内修
    • 雑誌名

      応用物理学会誌

      巻: 83 ページ: 923-927

    • NAID

      130007718467

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real space probe of short-range interaction between Cr in a ferromagnetic semiconductor ZnCrTe2014

    • 著者名/発表者名
      Ken Kanazawa, Taku Nishimura, Shoji Yoshida, Hidemi Shigekawa and Shinji Kuroda
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 2014, 6 号: 24 ページ: 14667-14673

    • DOI

      10.1039/c4nr04826a

    • NAID

      120007136511

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Microscopic description of the current-voltage characteristics of a bulk-heterojunction organic solar cell under illumination2014

    • 著者名/発表者名
      O. Takeuchi
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 7 号: 2 ページ: 21602-21602

    • DOI

      10.7567/apex.7.021602

    • NAID

      210000136952

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical pump-probe scanning tunneling microscopy for probing ultrafast dynamics on the nanoscale2013

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida, Y. Terada, M. Yokota, O. Takeuchi, H. Oigawa and H. Shigekawa
    • 雑誌名

      The European Physical Journal Special Topics

      巻: 222 ページ: 1161-1175

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bases for Time-Resolved Probing of Transient Carrier Dynamics by Optical Pump-Probe Scanning Tunneling Microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      M. Yokota
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 2013, 5 号: 19 ページ: 9170-9175

    • DOI

      10.1039/c3nr02433d

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cross-sectional STM study of impurity states in diluted magnetic semiconductor (Zn, Cr)Te2013

    • 著者名/発表者名
      Ken Kanazawa, Shoji Yoshida, Hidemi Shigekawa and Shinji Kuroda
    • 雑誌名

      AIP Conf. Proc.

      巻: 1566 ページ: 331-332

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Probing of Transient Photocurrent Dynamics in p-WSe2 by Time-Resolved Scanning Tunneling Microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 6 号: 1 ページ: 16601-16601

    • DOI

      10.7567/apex.6.016601

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-Atomic-Level Probe of Transient Carrier Dynamics by Laser-Combined Scanning Tunneling Microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 6 号: 3 ページ: 32401-32401

    • DOI

      10.7567/apex.6.032401

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoscale probe of transient carrier dynamics modulated in GaAs-PIN junction by laser-combined scanning tunneling microscopy2012

    • 著者名/発表者名
      S.Yoshida, Y.Terada, R.Oshima, O.Takeuchi, H.Shigekawa
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 2012,4 号: 3 ページ: 757-761

    • DOI

      10.1039/c2nr11551d

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] フェムト秒時間分解走査プローブ顕微鏡技術の開2012

    • 著者名/発表者名
      吉田昭二、武内修、重川秀実
    • 雑誌名

      顕微鏡

      巻: 47 ページ: 8-13

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ナノスケールポンプイメージング法で観る半導体キャリアダイナミックス2012

    • 著者名/発表者名
      吉田昭二、武内修、重川秀実
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 40 ページ: 564-670

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Three-dimensional visualization of molecular conformation effect on single molecular conductance2014

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura, S. Yoshida, Y. Mera, O. Takeuchi and H. Shigekawa
    • 学会等名
      22nd International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
    • 発表場所
      Atagawa Heights, Shizuoka
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 時間分解STMを用いた半導体電子スピンダイナミクス計測2014

    • 著者名/発表者名
      吉田 昭二,Zi-han Wang, 奥山 久佳、武内 修、重川 秀実
    • 学会等名
      2014年 第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学 札幌キャンパス
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Conductance measurement of single molecule with Si electrode toward explore novel function of molecule junction2014

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura, S. Yoshida, Y. Mera, S. Okada, O. Takeuchi, and H. Shigekawa
    • 学会等名
      2014 Tsukuba Nanotechnology Symposium
    • 発表場所
      筑波大学総合研究棟A110室
    • 年月日
      2014-07-25 – 2014-07-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ultrafast Electron Spin Dynamics in GaAs Probed by Optical Pump-Probe STM2014

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida, O. Takeuchi, H. Shigekawa, Z. Wang, Y. Aizawa, H. Okuyama
    • 学会等名
      2014 International Conference on Nanoscience + Technology
    • 発表場所
      Vail, Colorad, USA
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 時間分解STMの開発とスピンダイナミクス計測2014

    • 著者名/発表者名
      吉田昭二
    • 学会等名
      2014年度日本分光学会北海道支部シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学理学部 5号館
    • 年月日
      2014-07-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 時間分解STM によるキャリア・スピンダイナミクス計測2014

    • 著者名/発表者名
      吉田昭二
    • 学会等名
      第七回関東光科学若手研究会
    • 発表場所
      横浜国立大学工学研究院総合研究棟
    • 年月日
      2014-06-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光STMによる有機太陽電池評価2014

    • 著者名/発表者名
      吉田 昭二、武内 修、重川 秀実
    • 学会等名
      ナノプローブテクノロジー第167委員会 第73回研究会
    • 発表場所
      阪急ターミナルビル、大阪
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 時間分解走査型トンネル顕微鏡技術2014

    • 著者名/発表者名
      吉田昭二
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 様々な極微イメージング技術研究部会 第2回研究会
    • 発表場所
      東北大学 金属材料研究所、仙台
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spin dynamics in GaAs probed by optical pump-probe STM2013

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida, Y. Aizawa, O. Takeuchi, Y. Mera and, H. Shigekawa
    • 学会等名
      International Symposium on Ultrafast Surface Dynamics
    • 発表場所
      Colorado, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Spin dynamics detection by optical pump-probe STM2013

    • 著者名/発表者名
      S.Yoshida
    • 学会等名
      Scanning probe microscopy for the study of quantum materials (MPI SPM Workshop)
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光励起STMによる超高速スピンダイナミックス計測2013

    • 著者名/発表者名
      吉田昭二
    • 学会等名
      放射光学会第五回若手研究会-パルス特性を用いた次世代材料研究の最前線-
    • 発表場所
      東京大学柏キャンパス、柏市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ultrafast spin dynamics probed by time-resolved STM2013

    • 著者名/発表者名
      Shoji Yoshida
    • 学会等名
      12th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
    • 発表場所
      エポカル、つくば
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ultrafast spin dynamics in GaAs probed by time resolved STM2013

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida, O. Takeuchi and H. Shigekawa
    • 学会等名
      544. Wilhelm und Else Heraeus-Seminar
    • 発表場所
      Physik-Zentrum Bad Honnef, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 時間分解STMによる電子スピン寿命計測2013

    • 著者名/発表者名
      吉田 昭二,相澤 優太,武内 修,目良 裕,重川 秀実
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 時間分解STMによる電子スピン寿命計測2013

    • 著者名/発表者名
      吉田 昭二,武内 修,重川 秀実
    • 学会等名
      トポロジカル絶縁体・スピントロニクスとその周辺の話題
    • 発表場所
      筑波大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Probing Carrier Dynamics Modulated by Atomic-Scale Impurities in GaAs by Femto-Second Time-Resolved Scanning Tunneling Microscopy2012

    • 著者名/発表者名
      Shoji Yoshida, Munenori Yokota, Osamu Takeuchi, Hidemi Shigekawa
    • 学会等名
      International Conference on Nanoscience + Technology
    • 発表場所
      Paris,France
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanical Conductance Regulation of Si Based Single Molecular Junction2012

    • 著者名/発表者名
      Shoji Yoshida, Miki Nakamura, Osamu Takeuchi, Hidemi Shigekawa
    • 学会等名
      International Conference on Nanoscience + Technology
    • 発表場所
      Paris,France
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Probing Electron Spin Dyamics by Time Resolved STM2012

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida, Y. Aizawa, O. Takeuchi, Y. Mera and, H. Shigekawa
    • 学会等名
      20th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
    • 発表場所
      沖縄かりゆしアーバンリゾート・ナハ
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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