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2011 年度 実績報告書

低次元二成分系分子集合体の構造と電子物性

研究課題

研究課題/領域番号 10F00367
研究機関千葉大学

研究代表者

解良 聡  千葉大学, 大学院・融合科学研究科, 准教授

研究分担者 HUANG Yuli  千葉大学, 大学院・融合科学研究科, 外国人特別研究員
キーワード有機薄膜 / 超格子 / 電子構造 / 分子配向 / 走査トンネル顕微鏡 / 光電子分光 / 表面界面
研究概要

固体表面における有機分子の織りなす低次元超格子構造の二次元ネットワーク構造ならびにその電子状態を高分解能光電子分光法により直接評価し、新奇な量子構造体であるナノスケール分子界面の電子機能性を議論する。分子内双極子がパイ電子平面に鉛直に立つ塩化アルミニウムフタロシアニンのダイポール超格子構造を走査トンネル顕微鏡により規定した。探針プローブの電圧印加によって、ダイポールの向きを任意に反転させることが可能であり、超高密度分子メモリの可能性が示差された。さらに高分解能紫外光電子分光測定により、価電子帯構造がダイポール方向に大きく依存することが確認され、弱い相互作用では説明がつかないほど、状態密度に劇的な変化が生じることを見出した。さらに温度依存性の測定から同様にして電子状態密度の変化を検出した。分子基板間の吸着距離の変化が寄与していると考えられる。分子双極子場による電子構造への影響は分子内電荷再分配が考えられるが、理論計算による評価を併せて検討する必要がある。今後、固体表面における双極子場の自己組織化のメカニズムを電子論的な観点から議論する手掛かりとなる結果を得たとともに、配向分子薄膜を利用した界面における電場制御の可能性が開かれた。今後、弱い相互作用により発現する有機半導体の光・電子機能性の根源を理解するための第一歩が開かれたといえる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

23年度当初計画の実験は実施でき、有機半導体の界面電子構造問題において多くの成果が得られたが、有機二成分ヘテロ界面の電子構造については、想定した事象外の結果も現れており、明確な成果を見出すにはいたっていない。

今後の研究の推進方策

双極子場が吸着構造に及ぼす影響と、電子構造の関係を明らかにするために光電子強度放出分布の二次元波数空間測定を行い、分子電子雲の広がりの観点から直接的に議論する。また新奇に観測されたヘテロ界面における電子構造の起源を明確にするために装置改良を行い、極低温状態での電子分光測定を検討している。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Reversible single-molecule switching in an ordered monolayer molecular dipole array2012

    • 著者名/発表者名
      Y.L.Huang, et al.
    • 雑誌名

      Small

      巻: 8 ページ: 1423-1428

    • DOI

      10.1002/smll.201101967

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Trapping on Two-dimensional Binary Supramolecular Networks2011

    • 著者名/発表者名
      Y.L.Huang, et al
    • 雑誌名

      J.of American Chemical Society

      巻: 133 ページ: 820-825

    • DOI

      10.1021/ja106350d

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunable two-dimensional molecular dipole dot arrays on graphite2011

    • 著者名/発表者名
      T.C.Niu, et al
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 99 ページ: 143114-1-143114-3

    • DOI

      10.1063/1.3647563

    • 査読あり
  • [学会発表] Epitaxial Growth of Dipolar ClAlPc Molecules on Surfaces2012

    • 著者名/発表者名
      Y.L.Huang, et al
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田
    • 年月日
      2012-03-18
  • [学会発表] Studies of Chloroaluminum Phthalocyanine by Scanning Tunneling Microscopy2011

    • 著者名/発表者名
      Y.L.Huang, et al
    • 学会等名
      International Conference on Materials for Advanced Technologies (ICMAT2011)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2011-06-28
  • [学会発表] Site-Specific Adsorption of Dipolar Phthalocyanine on Au (111) Surface2011

    • 著者名/発表者名
      T.Niu, et al
    • 学会等名
      International Conference on Materials for Advanced Technologies (ICMAT2011)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2011-06-28
  • [備考] 千葉大学融合科学研究科グローバルCOEプログラムホームページ

    • URL

      http://www.gcoe.tf.chiba-u.jp/

  • [備考] 千葉大学上野信雄研究室ホームページ

    • URL

      http://ulab-www.tf.chiba-u.jp/

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公開日: 2013-06-26  

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