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2007 年度 実績報告書

金属・半導体/分子層界面の幾何・電子・分子構造と電子移動特性

研究課題

研究課題/領域番号 18205016
研究機関北海道大学

研究代表者

魚崎 浩平  北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (20133697)

研究分担者 池田 勝佳  北海道大学, 大学院・理学研究院, 講師 (50321899)
高草木 達  北海道大学, 大学院・理学研究院, 助教 (30359484)
野口 秀典  北海道大学, 大学院・理学研究院, 助教 (60374188)
キーワード非線形分光 / 電子移動ダイナミクス / 走査プローブ顕微鏡 / ポンプープローブ測定 / 固液界面反応
研究概要

金属や半導体の表面への分子層の形成は、基礎的観点のみならず、有機EL素子、有機太陽電池、センサー、分子デバイスなどの応用面からも非常に強い興味が持たれており、これまでも活発に研究が行われているものの、機能発現の理解に不可欠である『固体/分子界面相を一体としてその電子構造を明らかにする』といった試みはほとんど無い。本研究では、電子構造の制御を目指した新規な分子層形成法を確立するとともに、分子層の二次元幾何構造と分子構造(配向)、さらには電子構造を決定し、電気特性との関係を確立することを目標として行っている。本年度の成果は以下の通りである。
1.金単結晶表面の分子構造のラマン分光:ラマン分光法は基板原子と分子層との結合に関する情報が直接得られるなど固体表面の分子層研究では非常に重要な手法であるが、感度が低く、平滑な表面では測定不可能とされてきた。本年度の研究により、非常に高い平滑性を持つ金単結晶表面に構築した有機単分子層を金ナノ粒子で被覆すると、ギャップモードでの増強が起こり、ラマン分光測定が可能となることを実証した。
2.和周波発生分光法による界面分子構造の決定:ほとんどの界面分子構造決定法では、対象分子を含む溶液中での測定では溶液中の分子と表面の分子を区別が困難である。二次の非線形分光法の一つである和周波発生分光法は表面選択的な測定であり、そのような対象に最適な手法である。本年度は本手法をゲルと固体の界面に存在する水の構造評価に適用し、摩擦と界面水構造の関係を明らかにした。
3.新規分子層形成法:複核金属ナノクラスター錯体分子の多層集積法について昨年度に引き続き検討を進め、クラスター分子を含む溶液中で電解を行うことにより、ワンポットでの多層集積に成功した。また、チオール終端分子層をSi(111)表面に構築し、その上に金属を析出させることにより、分子素子につながる結果を得た。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (6件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] ″Sequential Layer-by-layer Growth of Au Nanoclusters Protected by a Mixed Self-assembled Monolayer with a Polymer Binding Layer-Effects of pH and Ionic Strength of the Polymer Solution″2008

    • 著者名/発表者名
      W. Song
    • 雑誌名

      J. Electroanal. Chem. 612

      ページ: 105-111

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ″In Situ Real-Time Monitoring of Electrochemical Ag Deposition on a Reconstructed Au(111)Surface Studied by Scanning Tunneling Microscopy″2008

    • 著者名/発表者名
      S. Takakusagi
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C 112

      ページ: 3073-3077

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ″Resonance Hyper-Raman Scattering of Fullerene C-60 Microcrystals″2008

    • 著者名/発表者名
      K. Ikeda
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A 112

      ページ: 790-793

    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Resonant Hyper-Raman Scattering from Carbon Nanotubes"2007

    • 著者名/発表者名
      K. Ikeda
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 438

      ページ: 109-112

    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Effects of Electrolytes on the Redox Potential and the Rate of the CO Dissociation Reaction of Trinuclear Ruthenium Monocarbonyl Complexes Self-Assembled on an Au(111)Electrode Surface"2007

    • 著者名/発表者名
      T. Michi
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn. 80

      ページ: 1368-1376

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ″Structure of Au(111)and Au(100)Single Crystal Electrode Surfaces at Various Potentials in Sulfuric Acid Solution Determined by In situ Surface X-ray Scatterine″2007

    • 著者名/発表者名
      T. Kondo
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C. 111

      ページ: 13197-13204

    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Construction of Self-assembled Monolayer Terminated with N-Heterocyclic Carbene-Rhodium(I)Complex Moiety"2007

    • 著者名/発表者名
      K. Hara
    • 雑誌名

      Surf. Sci. 601

      ページ: 5127-5132

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ″Functionalization of Slicon Surfaces with Catalytically Active Pd Complexes and Application to the Aerobic Oxidation_of Benzylic Alcohols″2007

    • 著者名/発表者名
      K. Hara
    • 雑誌名

      Chem. Commun. 2007

      ページ: 4280-4282

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ″Hyper-Raman Scattering Enhanced by Anisotropic Dimer Plasmons on Artificial Nanostructures″2007

    • 著者名/発表者名
      K. Ikeda
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 127

      ページ: 111103-111106

    • 査読あり
  • [学会発表] ″Formation of Two-dimensionally Ordered Atomic/molecular Layersat Solid/Liquid Interfaces as New Functionality Materials″(Invited)2008

    • 著者名/発表者名
      K. Uosaki
    • 学会等名
      WPI & IFCAM Jonint Workshop, "Challenge of Interdisciplinary Materials Science to Technological Innovation of the 21st Century"
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2008-02-19
  • [学会発表] ″Potential Dependent Structure of Water at Electrode/Electrolyte Interfaces″(Invited)2007

    • 著者名/発表者名
      K. Uosaki
    • 学会等名
      The 58th Annual Meeting of the ISE
    • 発表場所
      Banff, Canada
    • 年月日
      20070909-14
  • [学会発表] ″Formation and Characterization of Two-dimentionally Ordered Molecular Layers on Au(111)and Hydrogen Terminated Si(111)Surfaces″(Keyno to Lecture)2007

    • 著者名/発表者名
      K. Uosaki
    • 学会等名
      The 9th Asian Conference on Analytical Sciences & The 39th Convention of The Korean Society of Analytical Sciences(Asianalysis IX)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2007-11-07
  • [学会発表] 『表面和周波発生分光法による固液界面における分子構造の評価と反応の追跡』(招待講演)2007

    • 著者名/発表者名
      魚崎浩平
    • 学会等名
      第1回分子科学討論会2007
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-09-18
  • [学会発表] 『固液界面の構造と反応のその場追跡-X線技術を中心に』(招待講演)2007

    • 著者名/発表者名
      魚崎浩平
    • 学会等名
      第10回XAFS討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-07-25
  • [学会発表] "Structure of Water at Electrochemical Interfaces by Sum Frequency Generation Spectroscopy-Effect of Potential and Substrate"2007

    • 著者名/発表者名
      K. Uosaki
    • 学会等名
      International Conference on Electrified Interfaces 2007
    • 発表場所
      Sahoro, Hokkaido, Japan
    • 年月日
      2007-06-26
  • [図書] Encyclopedia of Electrochemistry, Volume 10: Modified Electrodes2007

    • 著者名/発表者名
      T. Kondo(分担執筆)
    • 総ページ数
      80-104
    • 出版者
      Wiley-VCH
  • [図書] Encyclopedia of Electrochemistry, Volume 10: Modified Electrodes2007

    • 著者名/発表者名
      S. Ye(分担執筆)
    • 総ページ数
      513-551
    • 出版者
      Wiley-VCH

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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