研究課題/領域番号 |
19510108
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研究機関 | 大阪大学 |
研究代表者 |
中西 寛 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40237326)
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研究分担者 |
笠井 秀明 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00177354)
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キーワード | 原子架橋 / 分子性架橋 / ナノ構造 / 走査トンネル顕微鏡 / 磁性 / 第一原理計算 / 量子化コンダクタンス / 吸着 |
研究概要 |
分子性架橋のガスセンサーとしての機能性を探るため、Feテープポルフィリンについて、CO、NO、O_2吸着特性を第一原理計算を援用して調べた。その結果、FeテープポルフィリンのFe原子には、CO、NO、O_2分子とも安定に吸着することが見出された。吸着構造は、COのみポルフィリン分子面に対し垂直(90°)で、NO、O_2では傾いて(それぞれ58°、32°)吸着することが分かった。COの場合、CO分子のσ結合軌道とFeのd軌道が、吸着における結合軌道となるため、ポルフィリン分子面に対しCO分子軸を垂直にして吸着したが、NO、O_2の場合は、NOおよび、O_2のσ結合軌道の関与が少なく、π*反結合軌道の寄与が大きいため、分子軸を傾けて吸着していた。なお、これらの吸着構造は、それぞれの分子が吸着したFeポルフィリン分子に対するX線構造解析の実験結果と良く符合した。 さらに、それぞれの吸着によるテープポルフィリンの電気伝導性について調べたところ、CO、NO吸着では金属から半導体へ、O_2吸着ではハーフメタリックへ変わることがわかった。 これらの結果は、ガス分子センサーとしての機能性をテープポルフィリンが有していることを示している。
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