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2019 年度 研究成果報告書

表面平坦ナノギャップ試料と分子架橋を用いた単分子素子の機能発現機構の解明

研究課題

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研究課題/領域番号 17K05066
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
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

長岡 克己  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (80370302)

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 / 分子架橋
研究成果の概要

本研究では、単分子素子における有用な素子機能の出現には、「系の非対称性」が必須と考えた。そこで、まず、Biのナノギャップ電極間に非対称分子を架橋する方針で研究を行った。そして、4個の炭素六員環がY字状に配列した、トリフェニレンの単分子架橋を仮定し、その伝導特性の計算を行った。その結果、この系に関しては、架橋分子の両端で大きく接合状態を変化させても、分子内に非対称な電子状態、特に、HOMO軌道とLUMO軌道を空間的に分離させるほどの影響は出ないことが示された。
次に、「系の非対称性」を実現するために、異種材料で電極を作ることを試みた。そして、その候補として、窒素添加LaB6薄膜を検討した。

自由記述の分野

表面物理

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術的意義は、単分子素子における、分子と電極の接合状態、接合分子の電子状態、そして、それらから予想される伝導特性の相関関係を明らかにし、有用な素子機能の提案に繋げることである。これは単分子素子の研究における本質的な課題である。しかしながら、まだ、分子と電極の接合状態、接合分子の電子状態を実際に測定した報告例がないため、詳細はわかっていない。本研究では、特に、「系の非対称性」に着目し、有用な素子機能を単分子素子に出現させるためのメカニズムの解明を目指した。

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公開日: 2021-02-19  

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