溶液中における単一分子・原子鎖の安定架橋構造形成と電子伝導

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17069001
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 木口 学 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (70313020)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• キーワード: 少数電子素子 / スピンエレクトロニクス / ナノコンタクト / ナノ材料 / 量子細線

研究概要

室温溶液内にて金属の電気化学電位を制御することで金属の単原子ワイヤーが安定形成し、ワイヤーの安定性や構造が電気化学電位により制御可能であることを明らかにした。また分子ワイヤーに関連し、溶液内にて新たな金属-分子接合系の探索を行った。その結果、Au-CN, Pt-CN,Pt-S などの新規接続部位をもつ単分子接合の伝導計測に成功した。また、分子の架橋状態を規定するために、単分子の振動分光計測装置の開発を行い、水素、ベンゼン単分子接合に適用した。

研究成果

• [雑誌論文] Kei Murakoshi、Atomic motion in H2 and D2 single-molecule junctions induced by phonon excitation (2010)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi, Tomoka Nakazumi, Kunio Hashimoto
  • 雑誌名: Physical Review B 81 ページ: 045420
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Conductive Single Molecular Junctions by Direct Binding ofπ-conjugated Molecule to Metal Electrodes (2009)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi, Kei Murakoshi
  • 雑誌名: Thin Solid Films 518 ページ: 466-469
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical conductance of single C60 and benzene molecules bridging between Pt electrode (2009)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 95 ページ: 073301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toshiharu Teranishi and Kei Murakoshi、Effect of End group Position on the Formation of Single Porphyrin Molecular Junction (2009)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi, Takuya Takahashi, Masayuki Kanehara
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 113 ページ: 9014-9017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of Au Atomic Contact in Hydrogen Environment using Vibration Spectroscopy of a Single Molecular Junction (2009)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi, Tomoka Nakazumi, Kunio Hashimoto, Kei Murakoshi
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 7 ページ: 53-56
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conductance of Single 1, 4-benzenediamine Molecule Bridging between Au and Pt Electrodes (2008)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi, Shinichi Miura, Takuya Takahashi, Kenji Hara, Masaya Sawamura, Kei Murakoshi
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 112 ページ: 13349-13352
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly conductive molecular junctions based on direct binding of benzene to platinum electrodes (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Kiguchi, O. Tal, S. Wohlthat, F. Pauly, M. Krieger, D. Djukic, J.C. Cuevas, J.M. van Ruitenbeek
  • 雑誌名: Physical Review Letters 101 ページ: 046801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three reversible states controlled on a gold monoatomic contact by the electrochemical potential (2008)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi, Tatsuya Konishi, Kouta Hasegawa, Satoshi Shidara, Kei Murakoshi
  • 雑誌名: Physical Review B 77 ページ: 245421
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conductance of single C60 molecule bridging metal electrodes (2008)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi, Kei Murakoshi
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 112 ページ: 8140-8143
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-situ preparation of a single molecular junction with mechanically controllable break junctions in vacuum (2008)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi, Nobuo Sekiguchi, Kei Murakoshi
  • 雑誌名: Journal of Physics 100 ページ: 52059
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for a single hydrogen molecule connected by an atomic chain (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Kiguchi, R. Stadler, I.S. Kristensen, D. Djukic, J.M. van Ruitenbeek
  • 雑誌名: Physical Review Letters 98 ページ: 146802
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conductance of single 1, 4 di-substitued benzene molecules anchored to Pt electrodes (2007)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi, Shinichi Miura, Kenji Hara, Masaya Sawamura, Kei Murakoshi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 91 ページ: 053110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of hydrogen Evolution Reaction on conductance quantization of Au, Ag, Cu nano contacts (2007)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi, Tatsuya Konishi, Shinichi Miura, Kei Murakoshi
  • 雑誌名: Nanotechnology 18 ページ: 424011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of bonding of a CO molecule on the conductance of atomic metal wires (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Kiguchi, D. Djukic, J.M. van Ruitenbeek
  • 雑誌名: Nanotechnology 18 ページ: 35205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric conductance of metal nanowires at mechanically controllable break junctions under electrochemical potential control (2007)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi, Nobuo Sekiguchi, Kei Murakoshi
  • 雑誌名: Surface Science 601 ページ: 5262-5265
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Stable Metal Nanowire showing Conductance Quantization in Solution (2007)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi, Shinichi Miura, Kei Murakoshi
  • 雑誌名: Surface Science 601 ページ: 4127-4130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conductance of a single molecule anchored by an isocyanide substituent to gold electrodes (2006)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi, Shinichi Miura, Kenji Hara, Masaya Sawamura, Kei Murakoshi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 89 ページ: 213104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of stable Pd nanowire assisted by hydrogen in solution (2006)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi, Kei Murakoshi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 88 ページ: 253112-253115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conductance Bistability of Gold Nano-wire at Room Temperature (2006)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi, Tatsuya Konishi, Kei Murakoshi
  • 雑誌名: Physical Review B 73 ページ: 125406
  • 査読あり
• [学会発表] 単分子接合における電子輸送とフォノン散乱 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木口学
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20100320-20100323
• [学会発表] Electrical conductance of singleπ-conjugated molecule bridging between metal electrodes (2010)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi
  • 学会等名: International Symposium on Quantum Nanostructures and Spin-related Phenomena
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20100309-20100311
• [学会発表] 単分子の電気伝導度計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木口学
  • 学会等名: 第1回産業科学研究所ナノテクノロジーセンター「若手セミナー」
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-05-25
• [学会発表] 金属電極に架橋した単一分子接合の構造および電子伝導特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木口学
  • 学会等名: ナノサイエンス研究施設成果交流会
  • 発表場所: 和光
  • 年月日: 2010-03-01
• [学会発表] Conductance of Single C60 and Benzene Molecules Bridging between Metal Electrodes (2009)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi
  • 学会等名: 5th Japan-France Symposium on Molecular Materials: Electronics, Photonics and Spintronics
  • 発表場所: Rennes
  • 年月日: 20091026-20091031
• [学会発表] 単一π共役分子の電子伝導特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木口学
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 20090908-20090911
• [学会発表] 有機単一分子の電気伝導 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木口学
  • 学会等名: M&BE研究会「進化し続ける有機分子・バイオエレクトロニクス」
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 20090612-20090613
• [学会発表] 一分子電気伝導:分子エレクトロニクスへの展望 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木口学
  • 学会等名: 日本化学会「第2次先端ウォッチングπ電子科学:可能性の追求と展望」
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20090327-20090330
• [学会発表] Conductance of single organic molecule (2008)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi
  • 学会等名: The 8th International Conference on Nano-Molecular Electronics
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 20081216-20081218
• [学会発表] 制御された単一分子接合の電気伝導特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木口学
  • 学会等名: 化学を基盤とする物質科学イノベーション
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2008-03-03
• [学会発表] Conductance of a single molecule bridging between metal electrodes (2007)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi
  • 学会等名: Joint symposium on fundamental aspects of nanostructured materials and electrocatalysis
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 20070722-20070723
• [学会発表] 金属電極に架橋した単分子の電気伝導 (2007)
  • 著者名/発表者名: 木口学
  • 学会等名: 高輝度真空紫外・軟X線放射光を用いた機能性有機・生体分子薄膜研究の新展開
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 20070508-20070509
• [学会発表] 有機絶縁体/金属界面における界面電子状態のXAFSによる観察 (2007)
  • 著者名/発表者名: 木口学
  • 学会等名: UVSOR研究会"有機薄膜の放射光利用研究", 分子科学研究所
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 20070322-20070323
• [学会発表] Effect of anchoring groups of single 1, 4 di-substituted benzene molecule bridging metal electrodes (2007)
  • 著者名/発表者名: Manabu Kiguchi
  • 学会等名: The First International Symposium on Atomic Technology ISAT-2007
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 20070316-20070317
• [学会発表] 単分子伝導の金属-分子接合部位依存性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 木口学
  • 学会等名: 計算科学基礎解析セミナー
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 2007-04-27
• [学会発表] Ptナノ電極に架橋した水素、ベンゼン単分子の振動分光 (2006)
  • 著者名/発表者名: 木口学
  • 学会等名: 第25回吸着分子の分光学的研究セミナー
  • 発表場所: 守山市
  • 年月日: 20061208-20061209
• [学会発表] 電気化学電位による金単原子ワイヤーの構造制御 (2006)
  • 著者名/発表者名: 木口学
  • 学会等名: 第26回表面科学会講演大会
  • 発表場所: 吹田市
  • 年月日: 20061106-20061109