| 研究課題/領域番号 |
17069004
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
大塚 洋一 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (50126009)
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| 研究分担者 |
神田 晶申 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 講師 (30281637)
塚越 一仁 独立行政法人理化学研究所, 低温物理研究室, 先任研究員 (50322665)
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| キーワード | 単分子伝導 / ナノ電極 / 微細加工 / メカニカルブレークジャンクション |
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| 研究概要 |
本研究は、巨大分子などの単一のナノスケール伝導体を制御性良く固定電極間に捕捉し、その電気伝導を精密に測定することによって、電極に接続されたナノ構造の電子物性を明らかにするとともに、機能性発現への糸口を探ることを目的とする。研究初年度は基礎となる微細加工法及び実験装置の検討を主に行った。
nm精度の電極ギャップ作製のために、集束イオンビーム加工装置を改良し、チャンバー内部において電気伝導の計測が可能となった。集束イオンビームによってタングステンカーバイト電極の成長をさせるときに、電極間隔がナノスケールになるとトンネル電流が流れる。この電流を検出してナノギャップ電極の再現性の高い作製法となることを提案し実現した。
薄膜グラファイトのようなナノスケールあるいはそれ以下の層構造を有する材料の単薄膜の伝導評価を目指して、単薄膜を取り出し電極を作製する技術を検討した。グラファイトにおいては単膜に対して電極を再現性良く作製する方法を確立しつつある。今後、ナノ薄膜の評価を行う。
超伝導電極を用いたポイントコンタクトスペクトロスコピーによる単分子リンクの微視的評価を行うことが本研究の目的の一つである。その準備として、アルミニウムの破断接合(MBJ)法を用いた実験で、電流電圧特性からトンネル領域から超伝導ポイントコンタクト領域にわたって伝導チャンネル毎の透過係数を決定できることを確かめた。また、さまざまな金属材料をMBJに適用するためにネガ型レジストによる微細加工プロセスを検討し、Ptによる実用性を確かめた。さらに、MBJを分子接合に適用するために、大口径温度可変クライオスタットを設計、作製した。
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