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2009 年度 実績報告書

単一分子のスピン依存電気伝導度計測

研究課題

研究課題/領域番号 21656004
研究機関大阪大学

研究代表者

夛田 博一  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (40216974)

研究分担者 山田 亮  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (20343741)
キーワード有機半導体 / 有機エレクトロニクス / 分子スピントロニクス / スピンバルブ / 単一分子 / ブレークジャンクション
研究概要

単一有機分子にスピンを注入し,スピンに依存した伝導現象を観察する。強磁性電極に単一分子を架橋し,磁場を印加しながら,電気伝導度を計測し,分子の長さや構造,温度,印加電圧の影響を調べることにより,単一分子へのスピン注入過程と分子内でのスピン輸送に関する知見を得るとともに,磁気抵抗素子としての応用の可能性を探ることを目的とする。
今年度は、金電極を用いたブレークジャンクション(BJ)法の極低温下での動作確認と,強磁性電極を用いたBJ法の確立を行った。まず、新しく分子設計された長さ2nm~10nmにおよぶ単一分子ワイヤーの電気伝導度を定量的に測定した。伝導度の分子鎖長依存性を調べたところ、長さ5nm以下ではトンネル伝導が支配的であるのに対し、それ以上ではホッピング伝導が顕著に現れることが確認できた。温度依存性を測定することにより、活性化障壁を求め、より詳細なキャリア輸送機構を議論できると期待される。
また、あらかじめ電子ビームリソグラフィーとリフトオフ法により作製した金のナノギャップ電極をニッケルで電界メッキすることにより、ニッケル電極を用いたブレークジャンクションを行った。メッキによるBJ電極の作製は、他に例がない方法である。室温において磁場を掃引しながら電気抵抗の値を測定すると、抵抗値が大きく変化することが確認できた。今後、分子を挟み込むことにより、単一分子のスピンバルブ特性が観察できると思われる。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] All-organic coaxial nanocables with interfacial charge-transfer layers : electrical conductivity and light-emitting-transistor behavior2010

    • 著者名/発表者名
      J.Kim at al.
    • 雑誌名

      J.Mater.Chem. 20

      ページ: 1062-1064

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic structure of hydrogen-terminated silicon surfaces [H-Si(111)] studied by two-photon photoemission2010

    • 著者名/発表者名
      T.Nakamura, et al.
    • 雑誌名

      Appl.Phys.A 98

      ページ: 735-743

    • 査読あり
  • [学会発表] Spin Injection and Transport in Organic Semiconductors2009

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Tada
    • 学会等名
      !O^<th> International Conference on Frontoers of Polymers and Advanced Materials
    • 発表場所
      Santiago de Chile
    • 年月日
      2009-10-02
  • [学会発表] オリゴチオフェン分子ワイヤーの電気伝導度2009

    • 著者名/発表者名
      山田亮, 他
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2009-09-09
  • [備考]

    • URL

      http://www.molectronics.jp

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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