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2019 年度 研究成果報告書

シリコン表面上のアクティブ単分子素子の開発

研究課題

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研究課題/領域番号 17K05055
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関静岡大学

研究代表者

下村 勝  静岡大学, 工学部, 教授 (20292279)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード走査トンネル顕微鏡 / 表面化学 / 共吸着
研究成果の概要

分子を電極に固着しない「分子の移動を伴う素子」について研究するため、我々は、Si(111)-7×7構造をテンプレートとして、高濃度リンドープによる表面構造の変化とシリコン表面上における原子・分子共吸着時の挙動について調査した。高濃度リンドープ処理を行った試料を超高真空中で加熱すると、リン原子が一部埋め込まれた清浄表面構造とリンによって被覆されている領域が混在して観察されることが分かった。また、電極構造をパターニングした高濃度ドープ試料の作製を試み、酸化レートが非常に高速化することが分かった。この他、理論計算による分子の移動過程の解明、グラフェン試料への金属・分子共吸着実験が継続している。

自由記述の分野

表面科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって得られた、高濃度リンドープ基板をアニールした際に得られるリン終端表面は、グラフェンのように2次元層構造であり、表面から伸びたダングリングボンドは共有電子対で充満されている。つまり反応不活性構造であることが予想され、酸素を含む反応性ガス吸着の制御ができる可能性がある。また、ピロールと共吸着させた場合の方が、電子供与生の原子・分子の吸着エネルギーが下がることが分かり、分子の移動を伴う素子における分子移動のメカニズムの理解が深まった。

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公開日: 2021-02-19  

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