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2017 年度 実績報告書

単一分子磁石・基板の接合界面におけるスピンダイナミクス

計画研究

研究領域分子アーキテクトニクス:単一分子の組織化と新機能創成
研究課題/領域番号 25110005
研究機関東北大学

研究代表者

米田 忠弘  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30312234)

研究分担者 道祖尾 恭之  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (10375165)
高岡 毅  東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (90261479)
研究期間 (年度) 2013-06-28 – 2018-03-31
キーワード分子磁性 / 近藤効果 / 単分子磁石 / スピン偏極 / STM
研究実績の概要

本グループは、分子スピンと分子電流の相互作用の学理探求と、その制御による応用展開を目指す。前年までの研究において、フタロシアニン(Pc)を配位子とした磁性分子の表面上でのスピンの振る舞いを近藤効果や、スピン偏極STMなどを用いて検出してきた。スピンについて過去の多くの研究からスピン-スピンの相互作用が形成する現象は基礎学理としても大変興味深い。フタロシアニン配位子は、周辺を安定なC-Hで終端されているため、基板-分子や分子-分子の強い相互作用を期待することはできない。そこで本年はその相互作用を強めるため周辺をSあるいはN原子で終端されたTTPz配位子を新たに合成して利用することでこの解決にあたった。バナジウム酸化物(vanadyl:VO)を中心にもったVOTTPz分子を金表面に吸着して極低温STMを用いて行った実験では、VO由来の近藤効果が明瞭に見られたが分子間の強いスピン相互作用の結果、その近藤共鳴のスペクトルの形状が反転、あるいはRKKY効果による近藤共鳴強度の変化などが観察され、配位子の制御によって隣接する分子のスピン間の相互作用を変化させ、興味ある現象を生じさせることが可能なことを示した。
またスピンを利用した伝導特性の変化をデバイスで実現するため、MoS2 FETを用いた分子検出に関する研究を行った。A02班大阪大学産研の松本グループから技術的な指導を受けて、n-typeのMoS2-FETに塩素(Cl2)を吸着すると、塩素がアクセプター・ドーパントとして、吸着量に比例したFET閾値電位のシフトと移動度の低下を検出し、また吸着種として磁性体を用いることで磁場による伝導度制御の可能なことを示した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] 3Donostia International Physics Center(Spain)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      3Donostia International Physics Center
  • [雑誌論文] Inter-molecule interaction for magnetic property of vanadyl tetrakis (thiadiazole) porphyrazine film on Au(111)2018

    • 著者名/発表者名
      J. Hou, Y. Wang, K. Eguchi, C. Nanjo, T. Takaoka, Y. Sainoo, K. Awaga, T. Komeda
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 440 ページ: 16-19

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2018.01.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatially Resolved Magnetic Anisotropy of Cobalt Nanostructures on the Au(111) Surface2017

    • 著者名/発表者名
      P. Mishra, Z. K. Qi, H. Oka, K. Nakamura, T. Komeda
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 17 ページ: 5843-5847

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.7b03114

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atomic-scale characterization of the interfacial phonon in graphene/SiC2017

    • 著者名/発表者名
      E. Minamitani, R. Arafune, T. Frederiksen, T. Suzuki, S. M. F. Shahed, T. Kobayashi, N. Endo, H. Fukidome, S. Watanabe, T. Komeda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 96 ページ: 155431

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.96.155431

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Spin Control of Magnetic Molecules with Scanning Tunneling Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Tadahiro Komeda, Puneet Mishra, Jie Liu, Keizo Katoh, Masahiro Yamashita, Tomoko Inose, Daisuke Tanaka, Takuji Ogawa, Fan Wu, Zhen Shen
    • 学会等名
      The First International Symposium on Frontiers in Coordination Chemistry
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Molecular Architectonics:The Third Stage of Single Molecule Electronics2017

    • 著者名/発表者名
      Tadahiro Komeda
    • 総ページ数
      219-252
    • 出版者
      Springer International Publishing
    • ISBN
      978-3-319-57096-9

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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