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2012 年度 実績報告書

表面吸着磁性分子系における特異なスピン物性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23860070
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

南谷 英美  独立行政法人理化学研究所, Kim表面界面科学研究室, 基礎科学特別研究員 (00457003)

研究期間 (年度) 2011-08-24 – 2013-03-31
キーワード分子磁性 / 近藤効果 / 数値くりこみ群 / 密度汎関数理論 / 表面界面物性
研究概要

遷移金属フタロシアニン・ボルフィリン等の対称性の良い分子では、近藤効果に関与する中心金属原子の電子状態は配位子場によって決定されている。そのため特定の軌道やスピン状態に由来する、理論・実験の両面で興味深い近藤効果が実現している可能性が高い。さらに、表面に吸着している分子の特長として、STMによる分子操作や化学反応によって、配位子場を変調し、近藤効果を制御することや、物理パラメータと近藤効果の関係を探ることが可能になる。これらの観点から,Au(111)面上の鉄フタロシアニン(Fe-phthalocyanine: FePc)での近藤効果について、理論・実験の共同研究を行った。
まずAu(111)面上のFePc には2 つの安定な吸着構造があることが判明した。一つは、Fe 原子がAu 原子の真上に配置するオントップ構造である。もう一つはFe 原子が2 つのAu 原子の隙間上に配置するブリッジ構造である。Fe 原子上で測定されたSTS スペクトルは2 つの構造で大きく異なる。スペクトルに現れるピーク形状が近藤効果に由来するのか、そして,なぜ吸着構造によってSTSスペクトルが大きく異なるのかを解明するために、密度汎関数理論と数値くりこみ群(numerical renormalization group: NRG)を用いた理論研究を行った。その結果、スピン自由度に加えて軌道自由度が関与する珍しいタイプの近藤効果が生じていることを発見した。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Symmetry-driven novel Kondo effect in a molecule2012

    • 著者名/発表者名
      Emi Minamitani, Noriyuki Tsukahara, Daisuke Matsunaka, Yousoo Kim, Noriaki Takagi, and Maki Kawai
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 109 ページ: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.109.086602

    • 査読あり
  • [学会発表] Molecular symmetry driven SU(4) Kondo effect in FePc/Au(111)2012

    • 著者名/発表者名
      E. Minamitani, N. Tsukahara, D. Matsunaka, N. Takagi, M. Kawai, and Y. Kim
    • 学会等名
      20th International Colloquium of Scanning Probe Microscopy (ICSPM20)
    • 発表場所
      Okinawa(Japan)
    • 年月日
      20121217-20121219
  • [学会発表] Symmetry driven exotic Kondo effect in a single molecule2012

    • 著者名/発表者名
      E. Minamitani, N. Tsukahara, D. Matsunaka, N. Takagi, M. Kawai, and Y. Kim
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Vibrations at Surfaces (VAS-14)
    • 発表場所
      Kobe(Japan)
    • 年月日
      20120924-20120928
  • [学会発表] Switching of Kondo resonance by molecular coordination: Iron phthalocyanine on Au(111)2012

    • 著者名/発表者名
      N. Tsukahara, E. Minamitani, H. Terauchi, N. Takagi, Y. Kim, and M. Kawai
    • 学会等名
      The 2012 International Conference on Nanoscale + Technology (ICN+T2012)
    • 発表場所
      Paris(France)
    • 年月日
      20120723-20120727
  • [学会発表] The SU(4) Kondo effect in Fe-phthalocyanine molecules on Au(111)2012

    • 著者名/発表者名
      E. Minamitani, N. Tsukahara, D. Matsunaka, N. Takagi, M. Kawai, and Y. Kim
    • 学会等名
      The 2012 International Conference on Nanoscale + Technology (ICN+T2012)
    • 発表場所
      Paris(France)
    • 年月日
      20120723-20120727

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公開日: 2014-07-24  

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