表面電荷密度波の電荷と格子の原子スケール直接測定

• 研究課題/領域番号: 25790057
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 山崎 詩郎 大阪大学, 産業科学研究所, 講師 (70456200)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 半導体 / 表面 / 低次元系 / 物性 / 電荷密度波 / 走査トンネル顕微鏡 / 原子間力顕微鏡 / 原子スイッチ

研究成果の概要

社会に役立つ材料を作る際に重要なことは、物質の基本的な性質を知ることである。物質は原子でできているため、物質の性質を知るには原子スケールで研究することが重要である。その中でも特に重要な要素は物質の骨組みとなる格子と外界と接する電子である。この両者の協調によって超伝導や電荷密度波などの興味深い現象が起こる。
我々は原子間力顕微鏡と操作トンネル顕微鏡を同時に用いて、その両者を同時に観測する研究を行った。その結果、電荷密度波の力学的特性を明らかにし、ひとつの分子の骨格と電子分布を室温で同時に観測することに成功した。さらに原子数個で一ビットをあらわし、それを電流と力の両方で駆動する新しい原理を提唱した。

研究成果

• [雑誌論文] Mechanical Properties of Various Phases on In/Si(111) Surfaces Revealed by Atomic Force Microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Kota Iwata, Shiro Yamazaki, Yuta Tani, and Yoshiaki Sugimoto
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 6 号: 5 ページ: 55201-55204
  • DOI: 10.7567/apex.6.055201
  • NAID: 10031174339
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modification of Electrical Properties of Graphene by Substrate-Induced Nanomodulation (2013)
  • 著者名/発表者名: Jong-Kwon Lee, Shiro Yamazaki, Hoyeol Yun, Jinwoo Park, Gary P. Kennedy, Gyu-Tae Kim, Oswald Pietzsch, Roland Wiesendanger, SangWook Lee, Suklyun Hong, Urszula Dettlaff-Weglikowska, and Siegmar Roth
  • 雑誌名: Nano letters 巻: 13 号: 8 ページ: 3494-3494
  • DOI: 10.1021/nl400827p
  • 査読あり
• [学会発表] 双子Si原子スイッチ間の相互作用と環境効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山崎詩郎、前田圭亮、高谷玲平、澤田大輔、杉本宜昭、阿部真之、P. Pou、L. Rodrigo、P. Motobbo、R. Perez、P. Jelinek、森田清三
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学 早稲田キャンパス
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] Switching Behaviors of Atom Clusters created by Inter-NanoSpace Atom Manipulation (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Sugimoto, S. Yamazaki, E. Inami, A. Yurtsever, M. Abe, and S. Morita
  • 学会等名: Symposium on Surface and Nano Science 2015 (SSNS'15)
  • 発表場所: Furano
  • 年月日: 2015-01-14 – 2015-01-18
• [学会発表] Interplay between Current and Force on Si4 Atom Switch (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yamazaki, K. Maeda, Y. Sugimoto, M. Abe, P. Pou, L. Rodrigo, R. Perez, P. Mutombo, P. Jelinek, and S. Morita
  • 学会等名: 22th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM22)
  • 発表場所: Atagawa
  • 年月日: 2014-12-11 – 2014-12-13
• [学会発表] 電流と力で駆動する分子的Siスイッチ (2014)
  • 著者名/発表者名: 山崎詩郎，前田圭亮，高谷玲平，澤田大輔，杉本宜昭，阿部真之，Pablo Pou，Lucia Rodrigo，Pingo Mutobbo，Ruben Perez，Pavel Jelinek，森田 清三
  • 学会等名: 第5回分子アーキテクトニクス研究会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-26
• [学会発表] 原子間力顕微鏡による分子薄膜の室温高分解能観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩田孝太、山崎詩郎、杉本宜昭
  • 学会等名: 第5回分子アーキテクトニクス研究会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-26
• [学会発表] トンネル電流と原子間力で競合的に駆動するSi原子スイッチ (2014)
  • 著者名/発表者名: 山崎詩郎、前田圭亮、高谷玲平、澤田大輔、杉本宜昭、阿部真之、P. Pou、R. Lucia、M. Pingo、R. Perez、P. Jelinek、森田清三
  • 学会等名: 第34回表面科学学術講演会
  • 発表場所: Matsue
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-08
• [学会発表] 原子間力顕微鏡を用いた単一有機分子の室温測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩田孝太、山崎詩郎、杉本宜昭
  • 学会等名: 第34回表面科学学術講演会
  • 発表場所: Matsue
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-08
• [学会発表] Single Organic Molecule Measured by Atomic Force Microscopy at Room Temperature (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Iwata, S. Yamazaki, and Y. Sugimoto
  • 学会等名: The 7th International Symposium on Surface Science and Nanotechnology (ISSS7)
  • 発表場所: Matsue
  • 年月日: 2014-11-03 – 2014-11-06
• [学会発表] Competing Force- and Current-Induced Atom Switching at Bi-stable All-Si Tetramer (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yamazaki, K. Maeda, Y. Sugimoto, M. Abe, P. Pou, L. Rodrigo, R. Perez, P. Mutombo, P. Jelinek, and S. Morita
  • 学会等名: The 7th International Symposium on Surface Science and Nanotechnology (ISSS7)
  • 発表場所: Matsue
  • 年月日: 2014-11-03 – 2014-11-06
• [学会発表] 単一PTCDA分子の高分解能室温AFM測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩田 孝太、山崎 詩郎、杉本 宜昭
  • 学会等名: 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
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] Si 原子スイッチにおける電流と力の競合 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山崎詩郎、前田圭亮、高谷玲平、澤田大輔、杉本宜昭、阿部真之、P. Pou、L. Rodrigo、P.Mutombo、R. Perez、P. Jelinek、森田清三
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] Selectable force and current-induced atom switching of Si tetramer (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Maeda, S. Yamazaki, Y. Sugimoto, M. Abe, P. Pou, L. Rodrigo, R. Perez, P. Motombo, P. Jelinek, and S. Morita
  • 学会等名: 17th International Conference on Non-Contact Atomic Force Microscopy (nc-AFM 2014)
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2014-08-04 – 2014-08-08
• [学会発表] AFM Measurement of Single PTCDA Molecule at Room Temperature (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Iwata, S. Yamazaki, and Y. Sugimoto
  • 学会等名: 17th International Conference on Non-Contact Atomic Force Microscopy (nc-AFM 2014)
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2014-08-04 – 2014-08-08
• [学会発表] PTCDA分子のAFM/STM測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩田孝太、山崎詩郎、杉本宜昭
  • 学会等名: 新学術領域「分子アーキテクトニクス」第3回領域会議
  • 発表場所: 山形県天童市
  • 年月日: 2014-06-12 – 2014-06-14
• [学会発表] Mechanical Atom Switching of Bistable Si4 Cluster (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yamazaki, K. Maeda, Y. Sugimoto, M. Abe, P. Pou, L. Rodrigo, R. Perez, P. Mutombo, P. Jelinek, and S. Morita
  • 学会等名: 17th International Conference on Non-Contact Atomic Force Microscopy (nc-AFM 2014)
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2014-04-04 – 2014-04-08
• [学会発表] Flexibility of In/Si(111) Surface Measured by Atomic Force Microscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Kota Iwata, Shiro Yamazaki, Yuta Tani, and Yoshiaki Sugimoto
  • 学会等名: 1st Kansai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
  • 発表場所: Osaka
• [学会発表] Pt-induced Nanowires on Ge(001) investigated by AFM/STM (2014)
  • 著者名/発表者名: Takuya Shinozaki, Kohei Niki, Eiichi Inami, Shiro Yamazaki, Jo Onoda, Ayhan Yurtsever, and Yoshiaki Sugimoto
  • 学会等名: 1st Kansai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
  • 発表場所: Osaka
• [学会発表] Force- and Current-Induced All-Silicon Atom Switching (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Maeda, S. Yamazaki, R. Takatani, D. Sawada, Y. Sugimoto, M. Abe, P. Pou, R. Perez, P. Mutombo, P. Jelinek, S. Morita
  • 学会等名: 1st Kansai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
  • 発表場所: Osaka
• [学会発表] 4探針走査トンネル顕微鏡による周期的曲げグラフェンの異方的電気伝導測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山崎詩郎, Jong-Kwon Lee，Hoyeol Yun，Jinwoo Park，Gary P. Kennedy，Gyu-Tae Kim，SangWook Lee，Suklyun Hong，Urszula Dettlaff-Weglikowska，Siegmar Roth，Oswald Pietzsch，Roland Wiesendanger
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] Mechanical Properties of In/Si(111) Surface Revealed by AFM (2013)
  • 著者名/発表者名: Kota Iwata, Shiro Yamazaki, Yuta Tani, and Yoshiaki Sugimoto
  • 学会等名: 16th. International Conference on Non-Contact Atomic Force Microscopy
  • 発表場所: Maryland, USA
• [学会発表] AFM Measurement of Mechanical Properties on In/Si(l1l) Surfac (2013)
  • 著者名/発表者名: Kota Iwata, Shiro Yamazaki, Yuta Tani, and Yoshiaki Sugimoto
  • 学会等名: 12th. International Conference on Atomically controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
  • 発表場所: Tsukuba
• [学会発表] STMおよびAFMを用いた電流と力によるSi原子スイッチング (2013)
  • 著者名/発表者名: 山崎詩郎、高谷玲平、前田圭吾、澤田大輔、杉本宜昭、阿部真之、P. Pou、R. Perez、P. Mutombo、P. Jelinek、森田清三
  • 学会等名: 2013年度 関西薄膜表面物理セミナー
  • 発表場所: グリーンビレッジ交野
• [学会発表] Current- and Force-Induced Si4 Atom Switching using STM and AFM (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Yamazaki, R. Takatani, K. Maeda, D. Sawada, Y. Sugimoto, M.Abe, P. Pou, R. Perez, P. Mutombo, P. Jelinek, and S. Morita
  • 学会等名: 12th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
  • 発表場所: Tsukuba
• [学会発表] Force- and Current-Induced Atom Switching (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Yamazaki, R. Takatani, K. Maeda, D. Sawada, Y. Sugimoto, M. Abe, P. Pou, R. Perez, P. Mutombo, P. Jelinek, and S. Morita
  • 学会等名: 16th International Conference on non-contact Atomic Force Microscopy
  • 発表場所: Maryland, USA
• [備考] 原子分子操作組立領域
  • URL: http://www.afm.eei.eng.osaka-u.ac.jp/index.html