光結合型走査トンネル発光による単一分子の高速分光

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19750001
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 片野 諭 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (00373291)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 走査トンネル顕微鏡 / トンネル発光 / 高速分光 / 単一分子化学 / 分子エレクトロニクス

研究概要

走査トンネル顕微鏡(STM)は、試料表面の原子構造の観察だけでなく、探針と試料間の電位制御により個々の原子・分子の分光が可能である。しかしながら、トンネル電流を検出する装置上の制約により、STMの時間分解能はせいぜい数十ミリ秒程度に限られている。本研究では、従来のSTM装置に高い時間分解能を有するレーザー光を組み合わせたトンネル顕微鏡を構築することを目的とした。単一ナノ構造および有機分子を用いた自己組織化単分子膜構造の形成過程を明らかにし、それらの局所領域における動的過程を明らかにすることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of the Substituent Position on the Molecular Assembly : The Hydrogen-bonded Arrangement of Aminobenzoates Adsorbed on Cu(110) (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, M. Hori, C. Rabot, Y. Kim and M. Kawai
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 48(In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-assembly of meta-aminobenzoate on Cu(110) (2009)
  • 著者名/発表者名: C. Rabot, M. Hori, S. Katano, Y. Kim and M. Kawai
  • 雑誌名: Langmuir 25 ページ: 5504-5508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-Resolved Spectroscopy of Laser-Induced Light Emission from an Evaporated Au Film in the Kretschmann Geometry (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Sanbongi, S. Katano, Y. Uehara and S. Ushioda
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics, 47 ページ: 6114-6116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self Assembly and STM Tip-induced Motion of Ferrocene Adamantane Trithiolate Adsorbed on Au(111) (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Katano Y. Kim, T. Kitagawa and M. Kawai
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics, 47 ページ: 6156-6159
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface Diffusion and Interaction of Metastable Formate on Ni(110) Investigated by Low-Temperature Scanning Tunneling Microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Katano Y. Kim, Y. Kagata and M. Kawai
  • 雑誌名: Chemistry Letters 37 ページ: 914-915
  • 査読あり
• [雑誌論文] Partial Hydrogenation of 1,3-Butadiene on Hydrogen-Precovered Pd(110) in the Balance of pi-bonded C4 Hydrocarbon Reactions (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, H. S. Kato, M. Kawai and K. Domen
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 112 ページ: 17219-17224
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of the Substituent on Metal-Molecule Hybridization (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Hori, S. Katano, Y. Kim and M. Kawai
  • 雑誌名: Surface Science 602 ページ: 3140-3143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hierarchical Chiral Framework Based on a Rigid Adamantane Tripod on Au(111) (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, Y. Kim, H. Matsubara, T. Kitagawa and M. Kawai
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 129 ページ: 2511-2515
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reversible Control of Hydrogenation of a Single Molecule (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, Y. Kim, M. Hori, M Trenary and M. Kawai
  • 雑誌名: Science 316 ページ: 1883-1886
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geometrical characterization of adenine and guanine on Cu(110) by NEXAFS, XPS, and DFT calculation (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Furukawa, T. Yamada, S. Katano, M. Kawai, H. Ogasawara and A. Nilsson
  • 雑誌名: Surface Science 601 ページ: 5433-5440
  • 査読あり
• [学会発表] ピコ秒の時間分解能と原子位置分解能を併せ持つ光学計測法の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上原洋一,三本木智則,片野諭,坂本謙二,潮田資勝
  • 学会等名: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学,つくば市
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] Ge_2Sb_2Te_5およびSb_2Te_3薄膜のSTM発光測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 桑原正史,上原洋一,片野諭
  • 学会等名: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学,つくば市
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] Ge_2Sb_2Te_5とSb_2Te_3のSTM発光分光 (2009)
  • 著者名/発表者名: 片野諭,上原洋一,桑原正史,潮田資勝
  • 学会等名: 第64回年次大会(春)日本物理学会
  • 発表場所: 立教大学,東京都
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] ピコ秒レーザー照射下のSTM発光スペクトル (2009)
  • 著者名/発表者名: 上原洋一,三本木智則,片野諭,潮田資勝
  • 学会等名: 第64回年次大会(春)日本物理学会
  • 発表場所: 立教大学,東京都
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] 走査トンネル顕微鏡を用いた金属表面における水素原子拡散の局所観察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 片野諭,金有沫,川合真紀
  • 学会等名: 第89春季年会日本化学会
  • 発表場所: 日本大学,船橋市
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] Quantum Diffusion of Hydrogen Atoms on Ni(110) Studied by Scanning Tunneling Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, Y. Kim, M. Kawai and Y. Uehara
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics
  • 発表場所: Tohoku University, Sendai, Japan
  • 年月日: 2009-03-05
• [学会発表] 走査トンネル顕微鏡で探る金属表面に吸着した水素原子のトンネル拡散(招待講演) (2009)
  • 著者名/発表者名: 片野諭
  • 学会等名: 東北大学多元物質科学研究所・先端計測開発センター主催先端計測シンポジウム09-走査プローブ顕微鏡分光の最前線-
  • 発表場所: 東北大学多元物質科学研究所,仙台
  • 年月日: 2009-02-13
• [学会発表] 単一分子ダイナミクスの開拓(招待講演) (2009)
  • 著者名/発表者名: 片野諭
  • 学会等名: 独創する若手研究者の融合-表面・界面が創成する融合科学,平成20年度東北大国際高等研究教育機構研究会第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 片平さくらホール,東北大学,仙台
  • 年月日: 2009-01-15
• [学会発表] Geometrical Control of Aminobenzoate Adsorbed on Cu(110) Using Benzoate Template (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, M. Hori, Y. Kim and M. Kawai
  • 学会等名: The 16th international colloquium on scanning probe microscopy (ICSPM16)
  • 発表場所: Atagawa House, Shizuoka, Japan
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] Light Emission Spectroscopy of Single-Walled Carbon Nanotube Adsorbed on Au(111) Studied by Scanning Tunneling Microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, S. Hayashi, and Y. Uehara
  • 学会等名: The 16th international colloquium on scanning probe microscopy (ICSPM16)
  • 発表場所: Atagawa House, Shizuoka, Japan
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] Defect Creation and Light Emission Spectroscopy of Single-Walled Carbon Nanotube Adsorbed on Au(111) Studied by Scanning Tunneling Microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, S. Hayashi, and Y. Uehara
  • 学会等名: International Symposium on Surface Science and Nanotechnology 5 (ISSS5)
  • 発表場所: Waseda University, Japan
  • 年月日: 2008-11-11
• [学会発表] Self-assembly of meta-aminobenzoate on Cu(110) investigated with scanning tunneling microscopy and X-ray absorption spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: C. Rabot, M. Hori, S. Katano, S. Doi, Y. Kim, M. Kawai, Y. Takata, J. Miyawaki, and S. Shin
  • 学会等名: International Symposium on Surface Science and Nanotechnology 5 (ISSS5)
  • 発表場所: Waseda University, Japan
  • 年月日: 2008-11-10
• [学会発表] ナローギャップ半導体Ge_2Sb_2Te_5のSTM発光分光 (2008)
  • 著者名/発表者名: 片野諭,上原洋一,桑原止史,潮田資勝
  • 学会等名: 第2回東北大学光科学技術フォーラム
  • 発表場所: 東北大学,仙台市
  • 年月日: 2008-11-06
• [学会発表] ナノスケールにおける水素原子の表面拡散およびマニピュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 片野 諭,金 有洙,川合 眞紀
  • 学会等名: 第2回分子科学討論会
  • 発表場所: 福岡国際会議場,福岡市
  • 年月日: 2008-09-27
• [学会発表] Superstructures of meta-aminobenzoate on Cu(110) investigated with scanning tunneling microscopy and X-ray absorption spectroscopy Rabot Caroline (2008)
  • 著者名/発表者名: 土肥 真路,宮脇 淳,高田 恭孝,堀 雅史,片野 諭,金 有洙,辛 埴,川合 眞紀
  • 学会等名: 第2回分子科学討論会
  • 発表場所: 福岡国際会議場,福岡市
  • 年月日: 2008-09-26
• [学会発表] Anisotropic Surface Diffusion of Hydrogen atoms on Ni(110) Studied by Scanning Tunneling Microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, Y. Kim, and M. Kawai
  • 学会等名: 25th European Conference on Surface Science, (ECOSS 25)
  • 発表場所: University of Liverpool, UK
  • 年月日: 2008-07-28
• [学会発表] 走査トンネル顕微鏡による水素原子の微視的な表面拡散過程の解明(招待講演) (2008)
  • 著者名/発表者名: 片野諭,金有洙,川合眞紀
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 日本大学,船橋市
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] 完全に孤立した金属微粒子のSTM発光分光 (2008)
  • 著者名/発表者名: 道又淳一,片野諭,上原洋一,潮田資勝
  • 学会等名: 第63回日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 近畿大学,東大阪市
  • 年月日: 2008-03-23
• [学会発表] Hierarchical Chiral Framework Based on a Rigid Adamantane Tripod on Au(111) (2007)
  • 著者名/発表者名: S.Katano, Y. Kim, T. Kitagawa and M. Kawai
  • 学会等名: The 15th international colloquium on scanning probe microscopy (ICSPM15)
  • 発表場所: Atagawa House, Shizuoka, Japan
  • 年月日: 2007-12-06
• [学会発表] Time-resolved two photon light emission spectroscopy of gold thin film (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Sanbongi, S. Katano, Y. Uehara and S. Ushioda
  • 学会等名: The 15th international colloquium on scanning probe microscopy (ICSPM15)
  • 発表場所: Atagawa House, Shizuoka, Japan
  • 年月日: 2007-12-06
• [学会発表] Single molecule chemistry using scanning tunneling microscope (invited) (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Katano
  • 学会等名: International Workshop on Nanostructure and Nanoelectronics
  • 発表場所: Tohoku University, Sendai
  • 年月日: 2007-11-21