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2007 年度 実績報告書

分子デバイス配線法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18710122
研究機関大阪大学

研究代表者

谷口 正輝  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (40362628)

キーワードナノコンタクト / ナノ材料 / 表面・界面物性 / マイクロ・ナノデバイス / メゾスコピック系
研究概要

これまで開発した自己組織化配線法を用いて、導電性ポリマーと同じ分子骨格を持つ分子ワイヤーをナノ電極間に配線し、FET構造を作製したところ、20nm以上の電極ギャップを持つ素子においてはトランジスタ特性が得られた。しかし、電流のオン・オフ比は10以下であった。これは、分子ワイヤーとゲート絶縁体である酸化シリコンが密着していないため、ゲート電圧が分子ワイヤーに効果的に印加されていないことが原因と考えられる。一方、10nm〜20nmの電極ギャップを持つ素子においてはトランジスタ特性が得られなかった。これは、10nm〜20nm領域が、トンネル伝導とバンド伝導の境界にあたる領域であると考えられ、配線された分子ワイヤーの電気伝導性が本質的に絶縁化していると考えられる。
金-セレノール結合を持つ界面制御分子として、パラヨードベンゼンセレノールを合成した。開発した界面制御分子が形成する自己組織化構造とその界面の電子状態を調べるため、金電極上のベンゼンセレノール単分子膜の走査トンネル顕微鏡観察と電子状態計算を行った。その結果、ベンゼンセレノールは、金電極上で自己組織化構造を形成し、その界面電子状態が金属的であることが示唆された。
これまでの自己組織化配線法は、両側の電極から分子ワイヤーを成長させる方法であったため、配線確率は30%程度と低かった。そこで、片方の電極から分子ワイヤーを成長させ、電極間に配線させる新しい自己組織化配線法の開発を行った。この方法は、両側の電極に界面制御分子を結合させた後、電気化学反応により片方の電極に結合した界面制御分子のみを選択的に脱離させる方法である。金-チオール結合を持つ界面制御分子を用いた場合、選択的に界面制御分子を脱離させることに成功した。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (18件)

  • [雑誌論文] Formaiton and self-breaking mechanism of stable atom-sized junctions2008

    • 著者名/発表者名
      M. Tsutsui, K. Shoji, M Taniguchi, T. Kawai
    • 雑誌名

      Nano Lett. 8

      ページ: 345-349

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 自己組織化配線法を用いたナノ分子デバイスの開発2008

    • 著者名/発表者名
      谷口正輝、川合知二
    • 雑誌名

      ナノ学会会報 6

      ページ: 23-28

  • [雑誌論文] Control of the Electrode-Molecule Interface for Molecular Devices2007

    • 著者名/発表者名
      K. Yokota, M. Taniguchi, T. Kawai
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 129

      ページ: 5818-5819

    • 査読あり
  • [学会発表] 微細加工MCBJを用いた単原子・分子接点の安定性評価2008

    • 著者名/発表者名
      筒井真楠、庄司昂平、谷口正輝、川合知二
    • 学会等名
      第55回春季応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      日本大学(千葉)
    • 年月日
      20080327-0330
  • [学会発表] 微細加工MCBJを用いたTetraselenafuluvaleneの単分子電気伝導測定2008

    • 著者名/発表者名
      庄司昂平、筒井真楠、谷口正輝、藤原秀紀、杉本豊成、川合知二
    • 学会等名
      第55回春季応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      日本大学(千葉)
    • 年月日
      20080327-0330
  • [学会発表] 微細加工MCBJを用いた単分子電気伝導測定2008

    • 著者名/発表者名
      谷口正輝、筒井真楠、庄司昂平、横田一道、藤原秀紀、杉本豊成、川合知二
    • 学会等名
      日本化学会第88春季年会
    • 発表場所
      立教大学(東京)
    • 年月日
      20080326-0330
  • [学会発表] Ni(dmit)_2の単分子電気伝導2008

    • 著者名/発表者名
      森本康友、庄司昂平、横田一道、筒井真楠、谷口正輝、川合知二
    • 学会等名
      日本化学会第88春季年会
    • 発表場所
      立教大学(東京)
    • 年月日
      20080326-0330
  • [学会発表] TSFの単分子電気伝導2008

    • 著者名/発表者名
      庄司昂平、筒井真楠、庄司昂平、谷口正輝、横田一道、藤原秀紀、杉本豊成、川合知二
    • 学会等名
      日本化学会第88春季年会
    • 発表場所
      立教大学(東京)
    • 年月日
      20080326-0330
  • [学会発表] MCBJ を用いたベンゼンジチオール単分子の非弾性トンネル分光2008

    • 著者名/発表者名
      谷口正輝、筒井真楠、庄司昂平、横田一道、川合知二
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学(大阪)
    • 年月日
      20080322-0326
  • [学会発表] 単原子・分子接合の破断機構2008

    • 著者名/発表者名
      筒井真楠, 庄司昂平, 谷口正輝, 川合知二
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学(大阪)
    • 年月日
      20080322-0326
  • [学会発表] Inelastic tunneling spectroscopy of single molecule using nanofabricated mechanically controllable break-junction2008

    • 著者名/発表者名
      M. Taniguchi, M. Tsutsui, K. Shoji, T. Kawai
    • 学会等名
      CREST Symposium on Theories and Simulations fou Charge Migration and chemical Reactions at Nano-Scale Interfaces
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center
    • 年月日
      20080129-0131
  • [学会発表] 単分子エレクトロニクスに向けた電極-分子接合界面制御2007

    • 著者名/発表者名
      横田一道、谷口正輝、田中裕行、川合知二
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      20070921-0924
  • [学会発表] TTFDT の単分子電気伝導特性2007

    • 著者名/発表者名
      筒井真楠、庄司昂平、谷口正輝、藤原秀紀、杉本豊成、川合知二
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      20070921-0924
  • [学会発表] ジチオールTTF単一分子の電気特性2007

    • 著者名/発表者名
      谷口正輝、筒井真楠、庄司昂平、藤原秀紀、杉本豊成、川合知二
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 年月日
      20070917-0920
  • [学会発表] 単分子エレクトロニクスに向けた電極-分子接合界面制御2007

    • 著者名/発表者名
      横田一道、谷口正輝、田中裕行、川合知二
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 年月日
      20070917-0920
  • [学会発表] 微細加工金属接点を用いたMCBJによる単分子電気伝導測定2007

    • 著者名/発表者名
      庄司昂平、筒井真楠、谷口正輝、藤原秀紀、杉本豊成、川合知二
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 年月日
      20070917-0920
  • [学会発表] 自己組織化配線法によるナノ会子デバイス2007

    • 著者名/発表者名
      谷口正輝、寺尾潤、川合知二
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学(北海道)
    • 年月日
      20070904-0908
  • [学会発表] 単分子伝導測定に向けた微細加工MCBJの開発2007

    • 著者名/発表者名
      庄司昂平、筒井真楠、谷口正輝、川合知二
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学(北海道)
    • 年月日
      20070904-0908
  • [学会発表] テトラチアフルバレンジチオールの単分子電気伝導特性2007

    • 著者名/発表者名
      筒井真楠、庄司昂平、谷口正輝、藤原秀紀、杉本豊成、川合知二
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学(北海道)
    • 年月日
      20070904-0908
  • [学会発表] Self-organized interconnect method for molecular devices2007

    • 著者名/発表者名
      M. Taniguchi, Jun Terao, T. Kawai
    • 学会等名
      CREST-Nanolink joint international workshop on "Electron transport through a linked molecule in nano-scale"
    • 発表場所
      The University of Tokyo, Japan
    • 年月日
      20070818-0820
  • [学会発表] 自己組織化配線法を用いたナノスケール分子デバイス2007

    • 著者名/発表者名
      谷口正輝、川合知二
    • 学会等名
      大阪大学有機エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪)
    • 年月日
      2007-12-11

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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