| 研究実績の概要 |
表面増強ラマン散乱と電気特性の同時計測装置を開発し、金属電極に単分子を架橋させた単分子接合の表面増強ラマン散乱計測を行った。特に、金電極に架橋したベンゼンジチオール(BDT)単分子接合で顕著な成果を得ることができた。BDT単分子接合は分子存在下、金ナノ電極を破断することで作製した。多数の接合について電流―電圧特性（I-V）を計測した所、３つの状態(H, M, L)が優先的に形成されていることが明らかとなった。I-V特性を解析し、金属と分子の波動関数の重なり（Coupling）、電極と分子軌道のエネルギーの差、伝導度と３つの情報を得た。並行して理論計算を行い、coupling, エネルギー差、伝導度と３つのパラメータを実験値と比較することで、Hがbridgeサイト、Mがhollowサイト、Lがatopサイトに帰属された。さらにSERS強度とI-Vの関係性を検討した所、BDT単分子が特定のBridgeサイトに吸着した時だけSERSが観測されることが明らかとなった。逆に言えば、SERSが観測された単分子接合では、吸着サイトはBridgeである。サイト選択的な分光法の開発に初めて成功した。また同時計測によりSERS強度とcoupling強度の間に、よい相関があることが明らかになった。Bridgeサイトでは金属と分子の間の波動関数の重なりが大きい。従って、光誘起の電荷移動遷移が促進されるためSERSが化学効果により増強され、Bridgeサイトが選択的に観測されたと考えている。併せて開発した装置を用いて、種々の単原子・単分子接合の構造、伝導特性の解明も行った。
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