分子性架橋の電極接合界面のナノ物性に関する理論的研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22510107
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ構造科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 中西 寛 大阪大学, 工学研究科, 助教 (40237326)
• 研究分担者: 笠井 秀明 大阪大学, 工学研究科, 教授 (00177354)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: ナノ構造物性 / 分子性架橋 / 接合界面 / 第一原理計算

研究概要

分子性架橋と電極表面間の接合界面のナノ物性を、密度汎関数法を基にした第一原理計算を用いて調査し、得られた知見から分子性架橋の機能性を発現させうる接合界面のデザインを実施した。見出した好適な接合界面の構成は、接合界面の強度増強のため、架橋分子の終端を複数の2配位の窒素とし、電気伝導性を良好にするためにその配位座が向かう電極表面をチタンとするものである。

研究成果

• [雑誌論文] Computational mechanistic study of borohydride electrochemical oxidation on Au3Ni(111) (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryan Lacdao Arevalo, Mary Clare Sison Escano, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 117巻 ページ: 3818-3825
  • DOI: doi:10.1021/jp311904k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dihydride Structures of Deuterium on Germanium (001) Surfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: Abdulla Sarhan, Ong Yi Ching, Hiroshi Nakanishi,Katsuyuki Fukutani, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: Jounal of Applied Physics 巻: 113巻 ページ: 023703-10
  • DOI: doi:10.1063/1.4774097
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and stability of borohydride on Au(111) and Au3M(111) (M = Cr, Mn, Fe, Co, Ni) surfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryan Lacdao Arevalo, Mary Clare Sison Escano,Andrew Yu-Sheng Wang, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: Dalton Transactions 巻: 43巻 ページ: 770-775
  • DOI: doi:10.1039/C2DT32226A
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adhitya Gandaryus Saputro, Hideaki Kasai, A first principle study on Zinc-porphyrin interaction with O2 in Zinc-Porphyrin(Oxygen) complex (2012)
  • 著者名/発表者名: Febdian Rusydi, Mohammad Kemal Agusta
  • 雑誌名: Jounal of Physical Society of Japan 巻: 81巻 ページ: 124301-12
  • DOI: doi:10.1143/JPSJ.81.124301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical study on hydrazine chemisorption on transition metal surfaces (2012)
  • 著者名/発表者名: Mohammad Kemal Agusta, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: Jounal of Physical Society of Japan 巻: 81巻 ページ: 124705-14
  • DOI: doi:10.1143/JPSJ.81.124705
  • 査読あり
• [雑誌論文] First principles calculation on the adsorption of water on lithium-montmorillonite (Li-MMT) (2012)
  • 著者名/発表者名: Triati Dewi Kencana Wungu, Mohammad Kemal Agusta, Adhitya Gandaryus Saputro, Hermawan Kresno Dipojono, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: Journal of Physics Condensed Matter 巻: 24巻 ページ: 475506
  • DOI: doi:10.1088/0953-8984/24/47/475506
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron-Vibron Interaction Effects on Scanning Tunneling Microscopy Current through Melamine Adsorbed on Cu(100) (2012)
  • 著者名/発表者名: Abdulla Sarhan, Mamoru Sakaue, Hiroshi Nakanishi, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 巻: 81巻 ページ: 10471-8
  • DOI: doi:10.1143/JPSJ.81.104711
  • 査読あり
• [雑誌論文] Realization of the Switching Mechanism in Resistance Random Access Memory (RRAMTM) Devices: Structural and Electronic Properties Affecting Electron Conductivity in Halfnium Oxide-Electrode (2012)
  • 著者名/発表者名: Susan Menez Aspera, Hideaki Kasai, Hirofumu Kishi, Nobuyoshi Awaya, Shigeo Ohnishi, Yukio Tamai
  • 雑誌名: Journal of Electronic Materials 巻: 42巻 ページ: 143-150
  • DOI: doi:10.1007/s11664-012-2270-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] A theoretical study of the reactivity of Cu2O(111) surfaces: the case of NO dissociation (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Kishi, Allan Abraham Bustria Padama,Ryan Lacdao Arevalo, Joaquin Lorenzo Valmoria Moreno, Hideaki Kasai, Masahi Taniguchi, Mari Uenishi, Hirohisa Tanaka, Yasuo Nishihata
  • 雑誌名: Journal of Physics: Condensed Matter 巻: 24巻 ページ: 262001
  • DOI: doi:10.1088/0953-8984/24/26/262001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of NO Oxidation Reaction over the Pt Cluster Supported on γAl2O3(111) surface (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Kishi, Ferensa Oemry, Tien Quang Nguyen, Shinichi Kunikata, Hiroshi Nakanishi,Hideaki Kasai, Hiroyoshi Maekawa, Kazuo Osumi
  • 雑誌名: Current Applied Physics 巻: 12巻 ページ: S110-S114
  • DOI: doi:10.1016/j.cap.2012.05.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reactivity descriptors of borohydride interaction with metal surfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: Mary Clare Escano, Elod Gyenge, Ryan Arevalo, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 115巻 ページ: 19883-19889
  • DOI: doi:10.1021/jp207768e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controllability of Electrical Conductivity by Oxygen Vacancies and Charge Carrier Trapping at Interface between CoO and Electrodes (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Kishi, Abdulla Ali Abdulla Sarhan, Mamoru Sakaue, Susan Menez Aspera, Melanie Yadao David, Hiroshi Nakanishi, Hideaki Kasai, Yukio Tamai1, Shigeo Ohnishi, Nobuyoshi Awaya
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50巻 ページ: 071101-7
  • DOI: doi:10.1143/JJAP.50.071101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Absorption of Lithium in Montmorillonite: A Density Functional Theory (DFT) Study (2011)
  • 著者名/発表者名: Triati Dewi Kencana Wungu, Susan Menez Aspera, Melanie Yadao David, Hermawan Kresno Dipojono, Hiroshi Nakanishi, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 巻: 11巻 ページ: 2793-2801
  • DOI: doi:10.1166/jnn.2011.3913
  • 査読あり
• [雑誌論文] Density functional theory study on the interaction of O2 molecule with Cobalt-(6)Pyrrole clusters (2011)
  • 著者名/発表者名: Hermawan Kresno Dipojono, Adhitya Gandaryus Saputro, Susan Menez Aspera, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50巻 ページ: 055702-7
  • DOI: doi:10.1143/JJAP.50.055702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular and electronic tuning of Si/CNT hybrid system (2011)
  • 著者名/発表者名: Mary Clare Escano, Tien Quang Nguyen, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50巻 ページ: 045701-6
  • DOI: doi:10.1143/JJAP.50.045701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydronium Adsorption on OOH Precovered Pt(111) Surface: Effects of Electrode Potential (2011)
  • 著者名/発表者名: Do Ngoc Son, Bach Thanh Cong, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 巻: 11巻 ページ: 2983-2989
  • DOI: doi:10.1166/jnn.2011.3903
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitric Oxide adsorption effects on metal phthalocyanines (2011)
  • 著者名/発表者名: Tien Quang Nguyen, Mary Clare Escano, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry B 巻: 79巻 ページ: 10017-10021
  • DOI: doi:10.1021/jp1035426
  • 査読あり
• [雑誌論文] First principles study of the Adsorption of Water Molecule on Tri-s-triazine based Graphitic Carbon Nitride (g-C3N4) (2010)
  • 著者名/発表者名: Susan Aspera, Melanie David, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 49巻 ページ: 115703-115712
  • DOI: doi:10.1143/JJAP.49.115703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adsorption properties of BF4- anions on grapheme (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuji Kunisada, Hirofumi Kishi, Fajarisandi Dimas, Melanie Yadao David, Hiroshi Nakanishi, Hideaki Kasai, Takuma Asari, Shigeo Hayashi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 49巻 ページ: 02BB04-06
  • DOI: doi:10.1143/JJAP.49.02BB04
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrazine(N2H4) adsorption on Ni(100)-Density functional theory investigation (2010)
  • 著者名/発表者名: Mohammad Kemal Agusta, Melanie Yadao David, Hiroshi Nakanishi, Hideaki Kasai
  • 雑誌名: Surface Science 巻: 604巻 ページ: 245-251
  • DOI: doi:10.1016-j.susc.2009.11.012
  • 査読あり
• [学会発表] First-principles Study on Oxygen Vacancy Migration in Alkaline-earth Doped Monoclinic Lanthanum, Germanate (2013)
  • 著者名/発表者名: Tran Phan Thuy Linh, Mamoru Sakaue, Musa Alaydrus, Triati Dewi Kencana Wungu, Susan Menez Aspera, Hideaki Kasai, Tatsumi Ishihara, Takahiro Mohri
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学, 厚木市(神奈川県)
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] 走査トンネル顕微鏡発光における電子・分子振動・プラズモンのダイナミクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 三輪邦之, 坂上 護, 笠井 秀明
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス(広島県)
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] Interplay between dynamics of molecule and surface plasmons in scanning tunneling microscopeinduced light emission (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuniyuki Miwa, Mamoru Sakaue, Hideaki Kasai
  • 学会等名: American Physical Society March Meeting 2013
  • 発表場所: Baltimore Convention Center, Baltimore, Maryland, USA
  • 年月日: 20130318-23
• [学会発表] 表面プラズモンに誘起される分子振動励起 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三輪邦之, 坂上護, 笠井秀明
  • 学会等名: 53rd Annual Symposium of the Vacuum Society of Japan
  • 発表場所: 甲南大学(兵庫県)
  • 年月日: 20121114-16
• [学会発表] Structure and stability of borohydride on Au(111) and Au3M(111) surfaces (2012)
  • 著者名/発表者名: R.L. Arevalo, M.C.S. Escano, H. Kasai
  • 学会等名: 5th International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: 大阪大学中の島センター(大阪府)
  • 年月日: 20121022-24
• [学会発表] Structural Stabillity and Electronic Structure Analysis on the Influence of Water Adsorbed on Lithium-Montmorillonite: A Density Functional Theory Study (2012)
  • 著者名/発表者名: Triati Dewi Kencana Wungu, Hideaki Kasai
  • 学会等名: 5th International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: 大阪大学中之島センター(大阪府)
  • 年月日: 20121022-24
• [学会発表] A Density Functional Theory Study on the Water and Anion Formation Reaction on Co-Ppy Cluster (2012)
  • 著者名/発表者名: Adhitya G. Saputro , Hideaki Kasai
  • 学会等名: 5th International Symposium on Atomically Controlled, Fabrication Technology
  • 発表場所: 大阪大学中之島センター(大阪府)
  • 年月日: 20121022-24
• [学会発表] Changes in borohydride structures on Os with respect to catalyst, water co-adsorption and electric field (2012)
  • 著者名/発表者名: Mary Clare Escano, Elod Gyenge, Ryan Arevalo, Hideaki Kasai
  • 学会等名: 5th International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 発表場所: 大阪大学中之島センター(大阪府)
  • 年月日: 20121022-24
• [学会発表] Quantum simulation for proton and muon on solid surfaces and in subsurfaces (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nakanishi, Hideaki Kasai
  • 学会等名: International Symposium on Computics: Quantum Simulation and Design (ISC-QSD)
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 20121011-13
• [学会発表] Molecular Electronic and Vibrational Dynamics Induced by Surface Plasmons (2012)
  • 著者名/発表者名: 三輪邦之,坂上護,笠井秀明
  • 学会等名: International Symposium on Computics: Quantum Simulation and Design (ISC-QSD)
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 20121011-13
• [学会発表] Vibrational Dynamics of Molecules Induced by Surface Plasmons (2012)
  • 著者名/発表者名: 三輪邦之,坂上護,笠井秀明
  • 学会等名: Vibrations at Surfaces
  • 発表場所: ニチイ学館 神戸ポートアイランドセンター(兵庫県)
  • 年月日: 20120924-28
• [学会発表] A DENSITY FUNCTIONAL THEORY STUDY ON THE ADSORPTION OF O2 AND H2O2, MOLECULES ON THE Co-NX CLUSTERS (2012)
  • 著者名/発表者名: Adhitya Gandaryus, Hidekai Kasai
  • 学会等名: 6th International Fuel Cell Workshop
  • 発表場所: 甲府冨士屋ホテル(山梨県)
  • 年月日: 20120802-03
• [学会発表] Controlling oxidation on platinum by spin manipulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Mary Clare Escano, Tien Quang Nguyen, Hiroshi Nakanishi, Hideaki Kasai
  • 学会等名: Nanotech2012
  • 発表場所: スタンフォード大学 Santa Clara, California U.S.A
  • 年月日: 20120618-22
• [学会発表] Porphyrins and macrocycles: From basics to applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Tien Quang Nguyen, Mary Clare Sison Escano, Hideaki Kasai
  • 学会等名: ECS 221st Meeting
  • 発表場所: Washington State Convention Center, Seatle, Washington, USA
  • 年月日: 20120506-10
• [学会発表] Electronic structure changes in the Pt/NiO/Pt capacitor-like ReRAM system: O vacancy effect (2011)
  • 著者名/発表者名: Abdulla Sarhan, Hiroshi Nakanishi, Hideaki Kasai
  • 学会等名: International Symposium on Materials Science and Innovation for Sustainable Society Eco-materials and Eco-innovation for Global Sustainability (ECO-MATES 2011)
  • 発表場所: Hotel Hankyu Expopark, Osaka
  • 年月日: 20111128-30
• [学会発表] Electron-Vibron Interaction Effect on Current Transport through Adsorbed Melamine on Cu(100) (2011)
  • 著者名/発表者名: Abdulla Sarhan, Mamoru Sakaue, Hiroshi Nakanishi, Hideaki Kasai
  • 学会等名: Fourth International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
  • 年月日: 20111031-1102
• [学会発表] The first principles simulation code for the muon and proton on the solid surface, in the subsurface and bulk (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nakanishi
  • 学会等名: Quantum Simulations and Design International Focus Workshop
  • 年月日: 20110927-29
• [学会発表] First Principles Study of the Switching Mechanism in Resistance Random Access Memory Devices (2011)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Kasai, Susan Menez Aspera, Hirofumi Kishi
  • 学会等名: 2011 International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices, SISPAD2011
  • 発表場所: Hotel Hankyu Expo Park, Osaka, JAPAN
  • 年月日: 20110908-10
• [学会発表] 計算機マテリアルズデザイン先端研究事例 (2011)
  • 著者名/発表者名: 笠井秀明
  • 学会等名: 第1回マルチスケールマテリアルモデリングシンポジウム(第16回分子動力学シンポジウム)
  • 発表場所: 大阪大学(大阪)
  • 年月日: 20110523-24
• [学会発表] Effect of the Electron-phonon interaction on Transport through Adsorbed Melamine Molecule on Cu Surface (2011)
  • 著者名/発表者名: Abdulla Ali Abdulla Sarhan, Hiroshi Nakanishi, Hideaki Kasai
  • 学会等名: 第1回マルチスケールマテリアルモデリングシンポジウム(第16回分子動力学シンポジウム)
  • 年月日: 20110523-24
• [学会発表] Feポルフィリン分子と金属電極表面との接合界面構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中西寛,笠井秀明
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会会
  • 発表場所: 大阪府立大学(大阪)
  • 年月日: 20100923-26
• [学会発表] 磁性制御による表面反応デザインと量子ダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 中西寛
  • 学会等名: 山田科学振興財団 新規プログラム(若手研究者の分野交錯研究推進プログラム)研究会「ナノスケールの原子構造および電子状態とその変化の理論的設計」
  • 発表場所: 国際高等研究所、日本
  • 年月日: 20100831-0901
• [学会発表] Modeling of Electron Transport through Adsorbed Melamine Molecule on Cu(100) Surface (2010)
  • 著者名/発表者名: Abdulla Sarhan, Hiroshi Nakanishi, Hideaki Kasai
  • 学会等名: The 27th European Conference on Surface Science
  • 発表場所: Groningen, the Kingdom of the Netherlands
  • 年月日: 20100829-0903
• [学会発表] Computational Materials Design of Molecular Bridge Systems for Potential Applications as Nano-Electronics Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nakanishi
  • 学会等名: International Conference on Core Research and Engineering Science of Advanced Materials (Global COE Program) & Third International Conference on Nanospintronics Design and Realization, 3rd-ICNDR
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 20100530-0604
• [学会発表] A Theoretical Study on the Reaction of Hydrogen Peroxide with Fe-filled Single-walled Carbon (2010)
  • 著者名/発表者名: Joaquin Moreno, Melanie David, Tanglaw Roman, Hideaki Kasai
  • 学会等名: International Conference on Core Research and Engineering Science of Advanced Materials (Global COE Program) & Third International Conference on Nanospintronics Design and Realization, 3rd-ICNDR
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 20100530-0604
• [図書] 未来を拓く元素戦略 持続可能な社会を実現する化学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岸浩史, 國貞雄治, 笠井秀明
  • 総ページ数: 202
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 抵抗変化メモリの知的材料設計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 笠井秀明, 岸浩史
  • 総ページ数: 74
  • 出版者: 大阪大学出版会
• [図書] 密度汎関数法の発展 マテリアルデザインへの応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 笠井秀明、坂上護
  • 総ページ数: 293-310
  • 出版者: シュプリンガー・ジャパン
• [備考] Kasai Laboratory
  • URL: http://www.dyn.ap.eng.osaka-u.ac.jp/web/publications.html
• [産業財産権] 物質中の原子・分子の量子状態推定方法 (2012)
  • 発明者名: 笠井秀明, 中西寛
  • 権利者名: 国立大学法人大阪大学
  • 産業財産権番号: 特願2012-16133
  • 出願年月日: 2012-01-30
• [産業財産権] 不揮発性メモリセル、これを備える不揮発性メモリ装置および遷移金属酸化物の選定方法 (2012)
  • 発明者名: 笠井秀明,中西寛,岸浩史
  • 権利者名: 国立大学法人大阪大学
  • 産業財産権番号: 特願2012-008516
  • 出願年月日: 2012-01-18
• [産業財産権] 窒素酸化物浄化触媒 (2011)
  • 発明者名: 笠井秀明,中西寛,岸浩史
  • 権利者名: 国立大学法人大阪大学
  • 産業財産権番号: 特願2011-160286
  • 出願年月日: 2011-07-21