計画研究
本新学術領域研究で合成される高次に組織化されたπ空間系分子の分子軌道を分子分解能走査型トンネル顕微鏡(STM)で観察し、走査型トンネルスペクトロスコピー(STS)により分子内コンダクタンスを精密に計測することにより、π空間系分子の新しい電子機能を明らかにすることを目的としている。また、無電解めっきを用いて作製したギャップ長5nmのナノギャップ電極に、π空間系分子を埋め込んだ分子デバイスを作製することを目的としている。本年度は、京都大学大須賀研究室にて新たな電子材料としての応用が期待される14個のπ電子に起因した芳香族化合物であるトリベンゾサブポルフィンのホウ素上アルキル基置換誘導体を合成して頂き、分子分解能STM/STSを用いて分子配向およびエネルギー準位の評価を行った。トリベンゾサブポルフィン誘導体がSTMTip先端についた状態で、基板上のトリベンゾサブポルフィン誘導体分子上でSTSのマッピング測定を行ったところ、サンプル電圧が-1.9Vで、相対する2つの分子のHOMO-LUMO間で共鳴トンネル現象が起き、負性微分抵抗現象が分子-分子間のトンネル現象が起こる位置関係の時のみ繰り返し観察され「分子共鳴トンネルダイオード」として機能することを明らかにした。また、東北大磯部研究室にて合成された環状ナフタレン分子[6]CNAPおよび[7]CNAPのSTM像の観察を試み、ドーナッツ状の分子軌道が観察される場合があることを確認した。
1: 当初の計画以上に進展している
本新学術領域研究の研究者との共同研究により、π空間分子の新しい機能として、トリベンゾサブポルフィンにおける負性微分抵抗現象を分子上のSTSマッピングにより再現性を含めてあきらかにし、トリベンゾサブポルフィン分子が分子共鳴トンネルダイオードとして機能することを明らかにしたため。
最終年度である平成24年度は、ナノギャップ電極にπ共役系分子を導入した分子デバイスを構築し、これまでに見出してきた分子共鳴トンネルダイオード現象などを、固体基板上デバイスとしても機能することを実証することを目指す。
すべて 2012 2011
すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (33件)
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