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2023 年度 実施状況報告書

超原子分子軌道(SAMO)工学の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 22K18268
研究機関筑波大学

研究代表者

山田 洋一  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (20435598)

研究分担者 上野 裕  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (00775752)
渋田 昌弘  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70596684)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2025-03-31
キーワード超原子分子軌道 / 内包フラーレン
研究実績の概要

本研究では、有機半導体分子の超原子分子軌道(Superatom Molecular Orbitals, SAMOs)と呼ばれる、分子の外側に大きく広がった電子軌道を詳細に理解、制御し、利用する『SAMO 工学』を開拓する。特にSAMO工学の基盤材料である薄膜や界面構造創出に重点を置く。
本年度では、昨年度までの結果をもとに、SAMOのイメージングの新手法として、単一分子からの電界放射角度分布(Field-emission Angular Distribution, FAD)計測を提案し、それに関する科研費基盤B「 単一分子からの電界放射角度分布(FAD)の応用確立:反応イメージングと損失分光」を獲得した。
また、薄膜のSAMO研究としては合成班の上野らがLi@C70の合成に成功し、論文発表したのを受けてその試料を用いて薄膜創生研究を開始している。本年度に得られた結果を現在原著論文にまとめて投稿予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度では、昨年度までの結果をもとに、SAMOのイメージングの新手法として、単一分子からの電界放射角度分布(Field-emission Angular Distribution, FAD)計測を提案し、原著論文を発表するとともにそれに関する科研費基盤B「 単一分子からの電界放射角度分布(FAD)の応用確立:反応イメージングと損失分光」を獲得した。また、薄膜のSAMO研究としては合成班の上野らがLi@C70の合成に成功し、その試料を用いて薄膜創生研究を開始している。本年度に得られた結果を現在原著論文にまとめて投稿予定である。

今後の研究の推進方策

本年度までは、特に単一分子のSAMOに注目してきている。今後はいよいよ薄膜のSAMOに注力した研究をおこなってゆく。昨年度開発されたLi@C70を主に利用し、この薄膜のSAMOの計測と、これを用いた超分子を作製し、その薄膜のSAMOを計測することで、薄膜のSAMOの制御を狙ってゆく。

次年度使用額が生じた理由

欧州の政情不安定の影響により本研究で購入予定であったSTMコントローラの納品が一年遅れたため、計画が当初とかなり異なってきたため。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Partial Hydrogenation of N-Heteropentacene upon Vacuum Deposition2024

    • 著者名/発表者名
      Ono Yutaro、Tsuruta Ryohei、Nobeyama Tomohiro、Matsui Kazuki、Sasaki Masahiro、Tadokoro Makoto、Nakayama Yasuo、Yamada Yoichi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 128 ページ: 1185~1192

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.3c06995

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoemission Orbital Tomography Using a Robust Sparse PhaseLift2024

    • 著者名/発表者名
      Niki K.、Asano R.、Sakanoue R.、Hasegawa A.、Yamada Y.、Hagiwara M.、Mimura K.
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 128 ページ: 2672~2679

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.3c06506

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneous orientation polarization of flavonoids2023

    • 著者名/発表者名
      Akaike Kouki、Hosokai Takuya、Ono Yutaro、Tsuruta Ryohei、Yamada Yoichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 ページ: 19402

    • DOI

      10.1038/s41598-023-46834-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Field emission angular distribution from single molecules2023

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yoichi、Tsuruta Ryohei、Yamamoto Yuho、Ono Yutaro、Nobeyama Tomohiro、Iwasawa Masato、Sasaki Masahiro、Suresh Rahul、Kuklin Artem、?gren Hans
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 213 ページ: 118215~118215

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2023.118215

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Superatom Molecular Orbitals of Endohedral C<sub>82</sub>2023

    • 著者名/発表者名
      Suresh Rahul、Kuklin Artem V.、Yamada Yoichi、Tsuruta Ryohei、Ono Yutaro、Polyutov Sergey P.、?gren Hans
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 127 ページ: 8126~8132

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.3c04875

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of Butterfly‐Like Shaped Gold Nanomaterial: For the Regulation of Liquid?Liquid Phase‐Separated Biomacromolecule Droplets2023

    • 著者名/発表者名
      Nobeyama Tomohiro、Tataka Koji、Mori Megumi、Murakami Tatsuya、Yamada Yoichi、Shiraki Kentaro
    • 雑誌名

      Small

      巻: 19 ページ: 00362

    • DOI

      10.1002/smll.202300362

    • 査読あり
  • [学会発表] Ag(110)上でのPhC2-BQQDIの高配向多層膜の電子状態2024

    • 著者名/発表者名
      村上 凱洋、甲斐 将也、鶴田 諒平、吉田 弘幸、山田 洋一
    • 学会等名
      第71回 応用物理学会 春季学術講演会
  • [学会発表] 分子軌道イメージングとBQQDI研究の着手状況2024

    • 著者名/発表者名
      山田 洋一
    • 学会等名
      N型有機半導体の伝導機構解明にむけた研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 単一分子からの電界放射角度分布(FAD)の起源2023

    • 著者名/発表者名
      山田 洋一、鶴田 諒平、小野 裕太郎、延山 知弘、佐々木 正洋
    • 学会等名
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 単一分子からの電界放射角度分布(FAD)2023

    • 著者名/発表者名
      山田 洋一、鶴田 諒平、小野 裕太郎、延山 知弘、佐々木 正洋
    • 学会等名
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] DPh-BTBT単層膜におけるHOMOとHOMO-1の軌道混成2023

    • 著者名/発表者名
      小野 裕太郎、岩澤 柾人、鶴田 諒平、河野 優輝、佐々木 正洋、石井 宏幸、山田 洋一
    • 学会等名
      第84回応用物理学会秋季学術講演会

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公開日: 2024-12-25  

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