有機単分子膜の光・変位電流変換機能と単分子膜メモリー素子の開発に関する研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04452170
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 岩本 光正 東京工業大学, 工学部, 助教授 (40143664)
• 研究分担者: 久保田 徹 東京工業大学, 工学部, 助手 (00205139)
• キーワード: 有機単分子膜 / 変位電流 / 光異性化 / メモリー素子 / 光・変位電流変換 / トンネル電流 / 非弾性トンネルスペクトル

研究概要

本研究は基本的な誘電体電気物性の立場に立ち、光刺激による有機単分子膜の分極変化を申請者らの開発した変位電流法により測定・解析すること、単分子膜のトンネル電子伝導を測定し、電導機構を解明することを目指した。さらには分子膜の電子素子応用を目指し研究を試みた。本研究で得られた主な成果は以下の通りである。
1.Air gap付きの金属/単分子膜/Air gap/金属構造の素子を作製し、電流計を通した閉回路にて、光刺激による単分子膜の構造変化に起因する変位電流波形の検出を行ない、単分子膜の光ー変位電流変換機能の研究及び基板上単分子膜の物性評価を行なった。ここでは、アゾ系分子のシス-トランスの光異性化に着目して、個体基盤上の単分子膜の光・変位電流変換に基づく光記憶素子の基盤技術の確立を目指した。また、基板上有機多層膜において、単分子層間の電荷移動にともなう変位電流の検出に成功し、新たな光・変位電流変換機構を見出し、光記憶素子の基盤技術を確立できた。
2. 1.の技術をさらに進め、偏光光照射による単分子膜の配向制御により、単分子膜メモリー素子の多重化に関する知見を得た。また、微小領域の測定を行なうための装置を作製し、分子膜の微小領域での測定が行なえる見通しを得た。
3.ポリイミドLB超薄膜を用いて、有機超薄膜を絶縁層としたトンネル接合素子を作製し、この素子を用いて、ポリイミドLB膜の弾性及び非弾性のトンネル電子伝導の測定を行なった。その結果、ポリイミドLB膜中のトンネル伝導には、非弾性の成分はほとんど含まれない事が見出された。さらに、機能性基を導入したポリイミド膜に対しては量子準位に基づく非弾性トンネル電流が検出できた。

研究成果

• [文献書誌] Mitsumasa IWAMOTO: "Detection of electron transfer between single monolayers by a Maxwell-displacement-current-measuring technique" Phys.Rev.B.46. 10479-10482 (1992)
• [文献書誌] Mitsumasa IWAMOTO: "Generation of Maxwell displacement current from spread monolayers containig azobeenzene" J.Appl.Phys.72. 1631-1636 (1992)
• [文献書誌] Mitsumasa IWAMOTO: "Generation of the displacement current by the transform of J-aggregates in spreading monolayers of squarylium dye" Chem.Phys.Lett.195. 45-49 (1992)
• [文献書誌] Mitsumasa IWAMOTO: "Detection of the reorganization of monolayers at the air-water interface by a displacement current measurement" Thin Solid Films. 210/211. 101-105 (1992)
• [文献書誌] Yutaka MAJIMA: "Maxwell displacement current generation due to trans-cis photoisomerization in monolayer Langmuir-Blodgett Film" J.Appl.Phys.72. 1637-1641 (1992)
• [文献書誌] Makoto ATSUZAWA: "Detection of electron transfer in multilayer systems by a displacement current measuring technique" Jpn.J.Appl.Phys.31. 2140-2145 (1992)
• [文献書誌] Tohru KUBOTA: "Electrical transport properties of Josephson Junctions with a Nb/Au/Π/(Pb-Bi)structure" Thin Solid Films. 210/211. 247-250 (1992)
• [文献書誌] Yutaka MAJIMA: "Detection of optical molecular switching in monolayers by displacement current measuremeent" Thin Solid Films. 210/211. 82-85 (1992)
• [文献書誌] "Reversible Displacement current Generation due to photochromism in a spread monolayer:Influence of molecular orientation" Jpn.J.Appl.Phys. 31. 864-868 (1992)
• [文献書誌] Atsushi FUKUDA: "Photoinduced displacement cement current in polyimide Langmuir-Blodgett Films deposited on Au electrodes" Jpn.J.Appl.Phys.31. L622-L625 (1992)
• [文献書誌] Mitsumasa IWAMOTO: "Detection of Electron transfer in a Bilayer system by a displacement current measuring-technique" The 1992 China-Japan Bilateral Symposium on Langmuir-Blodgett Films. EOI. 77-78 (1992)
• [文献書誌] Tohru KUBOTA: "I-V and d^2V/dI^2-V characteristics of polyimide Langmuir-Blodgett Films" The 1992 China-Japan Bilateral Symposium on Langmuir-Blodgett Films. E03. 81-82 (1992)
• [文献書誌] 岩本 光正: "変位電流と分子エレクトロニクス(1)〜(4)" 化学工業. 43. 404-408 (1992)
• [文献書誌] 岩本 光正: "変位電流光記録" 第3回光反応電子用材料研究会. 21-24 (1992)
• [文献書誌] 岩本 光正: "LB膜の変位電流とトンネル電流およびその電子素子応用" 電子情報通信学会技術研究報告. OME92-12. 19-24 (1992)
• [文献書誌] 久保田 徹: "ポリイミドLB膜の弾性および非弾性トンネル電子伝導" 第24回電気絶縁材料シンポジウム. P1. (1992)
• [文献書誌] 久保田 徹: "ポリイミドLB膜のトンネル伝導と量子準位" 電子情報通信学会春期大会シンポジウム. SC-10-4. 5-341-5-342 (1992)
• [文献書誌] 久保田 徹: "単分子LB膜の焦電性評価" 電子情報通信学会秋期大会シンポジウム. SC-8-2. 5-206-5-207 (1992)