原子操作による多元素ナノ構造体の機能制御

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21246010
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 阿部 真之 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00362666)
• キーワード: 多元素ナノ構造 / 原子間力顕微鏡 / AFM / STM / AFM/STM同時測定 / フォーススペクトロスコピー

研究概要

1.TiO_2(110)表面にKを吸着し、ケルビンプローブ力顕微鏡で電荷移動について調べ、探針先端の状態によって、K上の局所接触電位差の符号が反転しうることを見出した。
2.TiO_2(110)表面にAuを吸着し、蒸着量によるAuクラスタのサイズの変化を観察したo室温では、TiO_2(110)表面上でAuは容易にクラスタ化することが明らかになった。
3.「「室温」で「基板の上に載った」多様な吸着子(吸着原子)を閉じ込めるナノ空間としてSi(111)7x7のハーフユニットセル(HUC)が最適であることを実験的に確認した。
4.Si(111)7x7のハーフユニットセル(HUC)のナノ空間に原子を出し入れするナノ空間の開閉方法として原子操作を発展させた「原子レベルのナノ空間開閉方法」を開発した。
5.Si(111)7x7のハーフユニットセル(HUC)ナノ空間内に閉じ込められた室温の熱エネルギーで動き回る鉛、銀、金、スズ、シリコンなどの様々な吸着子をナノ空間から自由に出し入れすることに成功し、吸着子同士の相互作用と合体や解離の観察に成功した。
6.室温でHUCナノ空間内に閉じ込め可能な原子種とその振る舞いを調べて、HUC内に原子数の確定した多様な原子クラスタを精密にまた自在に作成する方法を開発した。
7.原子レベルのナノ空間開閉による吸着子の合体を利用して組み立てた「室温基板上に載った」原子数が決定されたナノ構造体原子クラスタのAFM/STM測定を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Understanding image contrast formation in TiO_2 with force spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Ayhan Yurtsever
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: Vol.85 ページ: 125416(9pp)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.85.125416
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional scanning force/tunneling spectroscopy at room temperature (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Sugimoto
  • 雑誌名: J.Phys. : Condens.Matter [SPECIAL SECTION ON NON-CONTACT AFM] 巻: Vol.24 ページ: 084008(7pp)
  • DOI: 10.1088/0953-8984/24/8/084008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous scanning force/tunneling microscopy using a quartz cantilever with a tungsten tip (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Morita
  • 雑誌名: Appl.Phys.Exp. 巻: Vol.4 ページ: 115201(3pp)
  • DOI: 10.1143/APEX.4.115201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kelvin probe force microscopy characterization of TiO_2(110)-supported Au clusters (2011)
  • 著者名/発表者名: Hong Jing Chung
  • 雑誌名: APPLIED PHYSICS LETTERS 巻: Vol.99 ページ: 123102(3pp)
  • DOI: 10.1063/1.3641418
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alkali-metal adsorption and manipulation on hydroxylated TiO_2(110) surface using atomic force microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Yurtsever
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: Vol.84 ページ: 085413(7pp)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.84.085413
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Quartz Cantilevers for Small-Amplitude Dynamic Force Microscopy Using an Optical Deflection Sensor (2011)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Morita
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol.50 ページ: 08LB12(4pp)
  • DOI: 10.1143/JJAP.50.08LB12
  • 査読あり
• [雑誌論文] ナノスケール計測におけるロバストネス-走査型プローブ顕微鏡の新技術 (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿部真之
  • 雑誌名: システム/制御/情報(システム制御情報学会誌) 巻: Vol.55 ページ: 141-146
  • 査読あり
• [学会発表] Simultaneous scanning force/tunneling microscopy using a quartz cantilever with a tungsten tip (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Morita
  • 学会等名: 19th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM19)
  • 発表場所: Hokkaido, Japan
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] Measurement of atom hopping probability and interaction force for atom manipulation on the Si(111)-(7x7) surface (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Sugimoto
  • 学会等名: 19th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM19)
  • 発表場所: Hokkaido, Japan
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] Three dimensional force mapping and KPFM measurements on the CaF_2/Si(111) surface (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Fukumoto
  • 学会等名: 19th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM19)
  • 発表場所: Hokkaido, Japan
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] Alkali-metal adsorption and manipulation on a hydroxylated TiO2 (110) surface using atomic force microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Yurtsever
  • 学会等名: 19th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM19)
  • 発表場所: Hokkaido, Japan
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] Simultaneous scanning force/tunneling microscopy using a quartz cantilever with a tungsten tip (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Morita
  • 学会等名: 3rd Global COE International Symposium Electronic Devices Innovation (EDIS2011)
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2011-12-16
• [学会発表] Role of the tip reactivity for atom manipulation by atomic force microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Sugimoto
  • 学会等名: International Symposium on Surface Science (ISSS-6)
  • 発表場所: Tokyo, Japan(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-14
• [学会発表] Simultaneous scanning force/tunneling microscopy using a quartz cantilever with a tungsten tip (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Morita
  • 学会等名: International Symposium on Surface Science (ISSS-6)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2011-12-14
• [学会発表] Fabrication of Quartz Cantilevers for Small-Amplitude Dynamic Force Microscopy Using an Optical Deflection Sensor (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyata
  • 学会等名: International Symposium on Surface Science (ISSS-6)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2011-12-14
• [学会発表] 室温原子操作によるAgナノクラスターの作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 平山直樹
  • 学会等名: 社団法人日本金属学会秋期大会
  • 発表場所: カルチャーリゾートフェストーネ,宜野湾市,沖縄県
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] Si(111)-7×7表面上におけるAFM/STMを用いた3D force mappingによる同時測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上田啓市
  • 学会等名: 社団法人日本金属学会秋期大会
  • 発表場所: カルチャーリゾートフェストーネ,宜野湾市,沖縄県
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] 非接触原子間力顕微鏡を用いたH/Si(111)-7×7表面の測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福本将輝
  • 学会等名: 社団法人日本金属学会秋期大会
  • 発表場所: カルチャーリゾートフェストーネ,宜野湾市,沖縄県
  • 年月日: 2011-11-07