| 研究課題/領域番号 |
11226203
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
山田 啓文 京都大学, 工学研究科, 助教授 (40283626)
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| 研究分担者 |
小林 圭 京都大学, 国際融合創造センター, 助手 (40335211)
石田 謙司 京都大学, 工学研究科, 講師 (20303860)
堀内 俊寿 京都大学, 工学研究科, 助手 (10238785)
杉村 博之 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (10293656)
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| キーワード | 非接触原子間力顕微鏡 / NC-AFM / エネルギー散逸 / ケルビンプローブフォース顕微鏡 / KFM / 表面電位 / 有機金属界面 / 分子分極 |
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| 研究概要 |
今年度の研究においては、MoS_2上に蒸着堆積したフタロシアニン薄膜、およびSTMではその観察が困難な低導電性のジアセチレン高分子結晶のへき開面の表面構造について、非接触AFM(NC-AFM)による高分解能観察を試みた。さらに、オリゴチオフェン分子(DM5T)薄膜の局所表面電位測定を行った。
超高真空中でMoS_2へき開面上に蒸着堆積したCu-phthalocyanine薄膜(CuPc)のNC-AFM観察では、1.4nm周期の正方構造が観察された。これは、分子面を基板に平行に配向する最密充填時の正方形の単位格子(1.37nm×1.42nm)にほぼ一致した。さらに同時に得られた振動エネルギー散逸像においても、同様な構造が高い分解能で観察できることが示された。今後、エネルギー散逸と電子構造の関連について検討を進めて行きたい。一方、ポリジアセチレン結晶(poly-PTS)のNC-AFM観察においては、周期約1.5nmで並ぶ重合軸(b軸)の片側のtoluene-sulfonate側鎖が形作るジグザグ構造(周期0.5nm)を捉えることができ、固体重合反応における微視的過程の解明に向けて強力な手法となりうることが示された。
Pt基板上に堆積されたDM5T単分子膜の表面電位は基板に対して200mV高く、DM5T単分子のイオン化ポテンシャルとPtの仕事関数の差とやや異なる。この違いは分子と基板表面との相互作用によるLUMO, HOMOの変化を反映していると考えられる。さらに分子層数を増加していくと、表面電位も増加し4層程度で飽和することが示された。界面電荷移動の距離依存性あるいは分子の誘起分極の2つがその起源として考えられる。一方、DM5T分子は高い光学活性を示すことから、この薄膜への光照射時の表面電位の変化は大変興味深い。得られた表面電位スペクトルの変化は、吸収スペクトルと同様な変化を示したが、一部吸収域ではない領域においても変化が見られた。
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