| 研究課題/領域番号 |
10305004
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
松重 和美 京都大学, 工学研究科, 教授 (80091362)
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| 研究分担者 |
石田 謙司 京都大学, 工学研究科, 助手 (20303860)
堀内 俊寿 京都大学, 工学研究科, 助手 (10238785)
夛田 博一 京都大学, 工学研究科, 講師 (40216974)
山田 啓文 京都大学, 工学研究科, 助教授 (40283626)
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| キーワード | 単分子デバイス / 原子間力顕微鏡 / 局折物性測定 / 分子エレクトロニクス / 原子分子操作 |
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| 研究概要 |
少数分子系における電気的性質は、膜全体の平均的な配向・構造ではなく局所的な配向・構造に大きく影響することが考えられ、局所的な配向の揺らぎ・乱れもその電気的性質に強く反映することが推測される。従って膜の配向制御は極めて重要となる。
本年度の研究では、走査型トンネル顕微鏡(Scanning Tunneling Microscope:STM)を用いて、金基板表面と特異的な結合を行うチオール系分子の自己組織化単分子膜(Self-Assembled Monolayers:SAM)の構造と電気的特性について調べた。対象とするチオール系分子には、単純な構造をもつアルカンチオール分子および、チオール基を二つ有するアルカンジチオール分子のSAMを選んだ。オクタンチオール(CH3(CH2)7SH)分子のSAMの超高真空中における高分解能STM観察結果を示す。分子はヘキサゴナルに充填して、金(111)基板面に対して(√3x√3)R30°構造をとる場合と、c(4x2)超構造をとる場合が知eれるが、本研究での観察像は後者に相当する。その構造の詳細な成因については今後の課題である。次に両端にチオール基をもつオクタンジチオールのSAMのSTM像は、アルカンチオールSAMのSTM像とは大きく異なり、ストライプ状の構造が確認でき、その幅は約1.5nmでほぼオクタンジチオールの鎖長に相当する。このことから、分子は主鎖を基板に平行にして配向しており、硫黄原子の位置が明るく見えていることが示唆される。この図の高速フーリエ変換(FFT)像は、6回対称を示す6つのスポットが確認でき、分子は金薄膜に対してエピタキシャル配向していることが分かる。
π電子共役系から構成されるオリゴチオフェン系分子薄膜は、そのミクロな電気伝導特性には分子鎖の方向とその垂直方向(従って分子間伝導が主となる)に依存して、大きな異方性があると予想される。本年度の研究では、成膜条件を変化させることにより、基板面に垂直に配向する膜と平行に配向する膜を作製した。また基板に関しても分子-基板接合の電子状態を考慮した上で、モデル系として最適な単結晶金属基板や半導体基板を選択・作製した。
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