自己組織化単分子膜形成に伴う振動の位相変調効果

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24655007
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 首藤 健一 横浜国立大学, 工学研究院, 准教授 (40300876)
• 研究分担者: 眞銅 雅子 横浜国立大学, 工学研究院, 特別研究教員 (10345481)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 励起分子素過程 / 振動素過程 / フェムト秒超高速計測

研究概要

金の薄膜および銀名の粒子の表面上に芳香族チオールの有機分子を吸着し、その表面のポンプ=プローブ光反射率過渡応答計測をフェムト秒の時間スケールで行った。単分子スケールの超高感度で、分子の振動をフェムト秒スケールで実時間計測できることを示した。そこでは金属表面の凹凸や微粒子が周辺領域に生成する電場増強効果が有効に発現していることを示した。また第一原理計算との比較から、ナノ粒子のプラズマ振動から有機分子の先端部へと振動のエネルギーがピコ秒程度のスケールで伝搬していることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Coherent phonon and surface-enhanced Raman scattering dynamics in solids (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Takeda, K. Ikufumi, K. Shudo, M. Kitajima
  • 雑誌名: Journal of Luminescence 巻: 152 ページ: 23-27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Titanium-induced charge of Si(001) surface dependent on local configuration (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Shudo, T. Aoki, S. Ohno, K. Yamazaki, F. Nakayama, M. Tanaka, T. Okuda, A. Harasawa, I. Matsuda, T. Kakizaki, M. Uchiyama
  • 雑誌名: J. Electr. Specrosc. Rel. Phenom 巻: 192 ページ: 35-39
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Motion Induced by Multivibronic Excitation on Semiconductor Surface (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Momose, Ken-ichi Shudo, Hannes Raebiger, Shin-ya Ohno, Takeshi Kitajima, Masanobu Uchiyama, Takanori Suzuki, Masatoshi Tanaka
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 114 ページ: 15671-77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast Measurements of Coherent Vibrations in Benzenethiol Monolayer Film (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Shudo, K. Doi, I. Katayama, M. Kitajima, J. Takeda
  • 雑誌名: Ultrafast Phenomena XVIII, EDP Sciences 巻: 05013 ページ: 3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomic-scale structures and electronic states of defects on Ar+-ionirradiated MoS2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Inoue, Takahiro Komori, Ken-ichi Shudo
  • 雑誌名: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 巻: 189 ページ: 11-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic Excited States in Strongly Correlated Organic Radical 1, 3, 5-trithia-2, 4, 6-triazapentalenyl (TTTA) Adsorbed on Si(001) Surface (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Shudo, T. Satake, T. Shimatsu, M. Uchiyama, Y. Morikawa, J. Takeda
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys 巻: 15 ページ: 19213-19220
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermally Formed Ru-Si Nanostructures Grown on Silicon (001) Surface (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Shudo, S. Ohno, N. Kawamura, M. Toramaru, N. Kobayashi, Y. Miyamoto
  • 雑誌名: Surface Review and Letters 巻: 20 ページ: 1350018 (pp.7)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanoscale Relaxation in Ru-Si Growth on a Silicon (111) Surface (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Toramaru, N. Kobayashi, N. Kawamura, S.Ohno, Y. Miyamoto, K.Shudo
  • 雑誌名: Surface and Interface Analysis 巻: 45 ページ: 1109-1112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local electronic properties at organic–metal interfaces : Thiophene derivatives on Pt(111) (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Sato, S. Ushiyama, M. Sogo, M. Aoki, K. Shudo, T. Sugawara, S. Yanagisawa, Y. Morikawa, S. Masuda
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys 巻: 14 ページ: 15412-15420
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure and Local Density of States of RutheniumSilicide on Si(001) Surface (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Shudo, S. Ohno, M. Toramaru, N. Kobayashi, Y. Miyamoto, N. Kawamura
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: 53 ページ: 1582-85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropic growth of titanium disilicide nanocrystals on Si(113) surface (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Manaka, T. Aoki, K. Shudo
  • 雑誌名: Surface Science 巻: 606 ページ: 722-727
  • 査読あり
• [学会発表] 27aAQ-5シリコン表面に吸着したベンゼン類分子の基底・励起電子状態日本物理学会 (2014)
  • 著者名/発表者名: 首藤健二
  • 学会等名: 第69回年次大会
  • 発表場所: 於東海大学湘南
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 27pAP-9ジベンゾペンタセン薄膜のカリウム添加による価電子構造変化日本物理学会 (2014)
  • 著者名/発表者名: 青木優, 佐藤博史, 三原識文, 鈴木敦, 首藤健一, 増田茂
  • 学会等名: 第69回年次大会
  • 発表場所: 於東海大学湘南
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 18p-E17-10高強度THz波を用いた金微細構造における非線形光学応答 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉岡克将, 南康夫, Thang Duy Dao, 長尾忠昭, 首藤健一, 武田淳, 北島正弘, 片山郁文
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 於青山学院大学相模原
  • 年月日: 20140317-20
• [学会発表] 18P-PG8-2] Au(111)表面上に吸着したカルボラン誘導体のSTM観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉岡優, 首藤健一
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 於青山学院大学相模原
  • 年月日: 20140317-20
• [学会発表] 2光子光電子分光による芳香族吸着シリコン表面の電子状態測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 首藤健一・佐竹哲夫・武田淳
  • 学会等名: 表面・界面スペクトロスコピー2013
  • 発表場所: 東レ総合研修センター、静岡
  • 年月日: 20131206-07
• [学会発表] 硫化モリブデンの超高速振動測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 守山茉里・杉山夏輝・首藤健一・片山郁文・北島正弘・武田淳二
  • 学会等名: 表面・界面スペクトロスコピー2013
  • 発表場所: 東レ総合研修センター、静岡
  • 年月日: 20131206-07
• [学会発表] 5PN-43 "Ultrafast Measurements of Vibrations on Defective MoS2 Surface" (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Moriyama, N. Sugiyama, K. Shudo, I. Katayama, M. Kitajima, J. Takeda
  • 学会等名: 12th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures / 21th International colloquium on Scanning Probe Microscopy (ACSIN-12/ICSPM21)
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20131204-08
• [学会発表] 7PN-104 "Band gaps of Ti nano-clusters deposited on Ti02(110)-1x1 surface" (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Shindo, T. Manaka, M. Uchiyama, K. Shudo
  • 学会等名: 12th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures / 21th International colloquium on Scanning Probe Microscopy (ACSIN-12/ICSPM21)
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20131204-08
• [学会発表] 8PN-76 "Ab initio DFT Study of Phonon of Defective MoS2" (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Sugiyama, K. Shudo, B. Raebiger
  • 学会等名: 12th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures / 21th International colloquium on Scanning Probe Microscopy (ACSIN-12/ICSPM21)
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20131204-08
• [学会発表] 8aC1-5 "Excited and Ground States of Benzene Molecules Adsorbed on Si(001) Surface" (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Shudo, T. Satake and J. Takeda
  • 学会等名: 12th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures / 21th International colloquium on Scanning Probe Microscopy (ACSIN-12/ICSPM21)
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20131104-08
• [学会発表] 4P059PEEMによるSiO2/Si(100)上金薄膜の二次元フラクタルパタン観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口哲広,母袋雄也,三原識文,水野皓司,青木優,首藤建一,小林光,増田茂
  • 学会等名: 第7回目分子科学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ(京都府民総合交流プラザ)
  • 年月日: 20130924-27
• [学会発表] P2-04欠陥構造を持っMoS2の超高速振動分光による偏光特性測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 守山茉里、杉山夏輝、亘亜建二、片山郁文、北島正弘、武田淳
  • 学会等名: ナノ学会第ll回大会
  • 発表場所: 於東京工業大学大岡山
  • 年月日: 20130606-08
• [学会発表] P1-19雲母上のAu(111)表面上に吸着したカルボラン誘導体のSTM/STS観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉岡優、首藤建一
  • 学会等名: ナノ学会第11回大会
  • 発表場所: 於東京工業大学大岡山
  • 年月日: 20130606-08
• [学会発表] 28p-D2-5欠陥に由来する二硫化モリブデンのコヒーレント振動モード (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉山夏輝,守山茉里,首藤健二,片山郁文,北島正弘,武田淳
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春期学術講演会
  • 発表場所: 於神奈川工科大学
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] 2PC016グラファイト上金クラスターのCO吸着面の価電子状態 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐野光、佐藤博史、青木優、杉岡優、首藤建一、増田茂
  • 学会等名: 日本化学会春季年会
  • 発表場所: 立命館大学びわ
  • 年月日: 20130322-25
• [学会発表] 18a-F2-3グラファイト上の欠陥の構造と電子状態 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上晶博,首藤建一
  • 学会等名: 第59回(2012年春季)応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 20130315-18
• [学会発表] P7"欠陥に由来する2硫化モリブデンのコヒーレント振動モード (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉山夏輝、土井幸司郎、守山茉里、首藤建一、片山郁文、北島正弘、武田淳
  • 学会等名: 表面・界面スペクトロスコピー2012
  • 発表場所: 於ホテル阪急エキスポパーク
  • 年月日: 20121207-08
• [学会発表] 7Fril3 : 05"グラファイト上金クラスターの清浄面とCO吸着面の価電子状態" (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐野光・佐藤博史・青木優・杉岡優・首藤建一・増田茂
  • 学会等名: 表面・界面スペクトロスコピー2012
  • 発表場所: 於ホテル阪急エキスポパーク
  • 年月日: 20121207-08
• [学会発表] 2-P99 "Spectroscopic analysis of a nanostructure roughness of plasma-deposited Au films using organic monolayer" (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Shindo, T. Sawada, K. Mukai, K. Shudo
  • 学会等名: 11th Asia Pacific Conference on Plasma Science and Technology
  • 発表場所: Kyoto Univ., Japan
  • 年月日: 20121002-05
• [学会発表] Valence electronic states of Au clusters supported on graphite, P-9 (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Sano, B. Sato, M. Aoki, A. Inoue, K. Shudo, S. Masuda
  • 学会等名: 14th International Conference on Vibrations at surfaces (VAS14)
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 20120924-28
• [学会発表] Motion of CO on Si(001) Surface through Multiple Excitation Enhanced by Tip-induced State, P-35 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Shudo, T. Momose, B. Raebiger, S. Ohno, T. Kitajima, M. Uchiyama, T. Suzuki, M. Tanaka
  • 学会等名: 14th International Conference on Vibrations at surfaces (VAS14)
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 20120924-28
• [学会発表] Real-time Measurements of Coherent Motion in Benzene-thiol Monolayer Film Th0-7 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Shudo, K. Doi, I. Katayama, M. Kitajima, J. Takeda
  • 学会等名: 14th International Conference on Vibrations at surfaces (VAS14)
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 20120924-28
• [学会発表] 18pFE-10,"Ti/Si(001)表面構造変化に伴う内殻電子状態の解析" (2012)
  • 著者名/発表者名: 首藤建一,牛山翔太
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 於横浜国立大学
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] 18pPSB-11,"ベンゼンにおけるコヒーレント振動の温度依存性" (2012)
  • 著者名/発表者名: 土井幸司郎,首藤建一,片山郁文,武田淳,北島正弘
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 於横浜国立大学
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] 4P049"グラファイト上に担持された金クラスターの価電子状態" (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐野光,佐藤博史,青木優,井上晶博,首藤健一,増田茂
  • 学会等名: 第6回分子化学討論会(2012東京)
  • 発表場所: 於東京大学本郷
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] Structure and electronic states of defects on Ar+-ion irradiated MoS2 SM-1-PO-INO-01 (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Inoue, T. Komori, K. Shudo
  • 学会等名: 12th International Conference on Electron Spectroscopy and Structure (ICESS-12)
  • 発表場所: Saint-Malo, France
  • 年月日: 20120916-21
• [学会発表] Ultrafast Measurements of Coherent Vibrations in Benzenethiol Monolayer Film MON. 4A.3 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Shudo, K. Doi, I. Katayama, M. Kitajima, J. Takeda
  • 学会等名: XVIIIth International Conference on Ultrafast Phenomena
  • 発表場所: Lausanne, Switzerland
  • 年月日: 20120708-13
• [学会発表] グラファイト上に担持された金クラスターの価電子状態1A1-30 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐野光、牛山翔太、青木優、井上晶博、首藤建一、枝元一之、増田茂
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会(2012)
  • 発表場所: 於慶應義塾大学日吉
  • 年月日: 20120325-28
• [学会発表] 26pBL-12ベンゼンチオールのコヒーレント振動の金表面吸着による変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 首藤健一,土井幸司郎,片山郁文,北島正弘,武田淳
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学西宮上ケ原
  • 年月日: 20120324-27
• [学会発表] 金表面に吸着されたチオール単分子層のコヒーレント振動の実時間計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 首藤健二、土井幸司郎、片山郁文、北島正弘、武田淳
  • 学会等名: 新学術領域研究「コンピューティクスによる物質デザイン : 複合相関と非平衡ダイナミクス」
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 20120316-0317
• [学会発表] 17a-GP7-9二硫化モリブデン上の金クラスタのSTM/STS観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小森教宏,井上晶博,間仲智洋,首藤建一
  • 学会等名: 第59回(2012年春季)応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 20120315-18
• [学会発表] Structure and electronic state of the defect on highly oriented pyrolytic graphite 13PN-5 (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Inoue, K. Shudo
  • 学会等名: 6th International Symposium on surface Science (ISSS6)
  • 発表場所: Funabori, Tokyo Japan
  • 年月日: 20111211-15
• [学会発表] Spectroscopy of Electronic State of TTTA on Si(001) Surface using 2PPES and UPS 13PN-26 (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Satake, K. Shudo, J. Takeda
  • 学会等名: 6th International Symposium on surface Science (ISSS6)
  • 発表場所: Funabori, Tokyo Japan
  • 年月日: 20111211-15
• [学会発表] Time-resolved Measurements of Coherent Vibrations in Benzenethiol Adsorbed on Au 13aB2-4 (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Shudo, K. Doi, I. Katayama, J. Takeda, M. Kitajima
  • 学会等名: 6th International Symposium on surface Science (ISSS6)
  • 発表場所: Funabori, Tokyo Japan
  • 年月日: 20111211-15
• [学会発表] Transformation of CO Adsorption Structure on Si(00) during Low-temperature Scanning Tunneling Microscopy Measurement 12PA-2 (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Momose, K. Shudo, S. Ohno, B. Raebiger, T. Kitajima, T. Suzuki, M. Tanaka
  • 学会等名: 6th International Symposium on surface Science (ISSS6)
  • 発表場所: Funabori, Tokyo Japan
  • 年月日: 20111211-15
• [学会発表] グラファイト・グラフェンにおけるコヒーレントフォノン分光3-10 : 5 (2011)
  • 著者名/発表者名: 片山郁文、土井幸司郎、古賀翔、首藤建一、武田淳、北島正弘
  • 学会等名: 表面・界面スペクトロスコピー2011
  • 発表場所: マホロバ・マインズ三浦
  • 年月日: 20111202-03
• [学会発表] ベンゼンチオール単分子膜の超高速分光3-11 : 15 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土井幸司郎、首藤建一、片山郁文、北島正弘、武田淳
  • 学会等名: 表面・界面スペクトロスコピー2011
  • 発表場所: マホロバ・マインズ三浦
  • 年月日: 20111202-03
• [学会発表] 2光子光電子分光によるTTTA/Si(001)の電子状態3-11 : 35 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐竹哲夫、島津知彦、首藤建一、武田淳
  • 学会等名: 表面・界面スペクトロスコピー2011
  • 発表場所: マホロバ・マインズ三浦
  • 年月日: 20111202-03
• [学会発表] 16P-29Vグラファイト上の欠陥及び金蒸着表面の構造と電子状態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上晶博,首藤建一
  • 学会等名: 日本真空協会第52回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: 学習院大学
  • 年月日: 20111116-18
• [学会発表] 18Aa-8Si(001)表面のTi吸着構造における正孔擬ポテンシャルを用いた化学シフト解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 牛山翔太、選二、森川良忠
  • 学会等名: 日本真空協会第52回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: 学習院大学
  • 年月日: 20111116-18
• [学会発表] 18Ap-3イオン衝撃グラファイト表面の電子状態解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 牛山翔太、青木優、母袋雄也、亘塵i_健二、増田茂
  • 学会等名: 日本真空協会第52回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: 学習院大学
  • 年月日: 20111116-18
• [学会発表] 18Ap-4ベンゼンチオール吸着分子のコヒーレントフォノン分光 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土井幸司郎、亘膣健二、片山郁文、武田淳、北島正弘
  • 学会等名: 日本真空協会第52回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: 学習院大学
  • 年月日: 20111116-18
• [学会発表] 22aHA-5イオン衝撃によるグラファイト表面の半金属-金属転移 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木優,牛山翔太,母袋雄也,亘膣健二,増田茂
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] 1D5-16「イオン衝撃によるグラファイト表面の電子状態変化」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 牛山翔太,青木優,母袋雄也,首壷健一,増田茂
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学横浜キャンパス
  • 年月日: 20110326-29
• [学会発表] 27pPSA-21イオン衝撃グラファイト表面の電子状態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 牛山翔太,青木優,母袋雄也,首藍健二,増田茂
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 20110325-28
• [学会発表] 25p-BC-12強相関有機ラジカルTTTAのSi(001)基板上での電子状態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 島津知彦,亘藤健二,佐竹哲夫,武田淳
  • 学会等名: 第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 20110324-27
• [図書] "Frontiers in Optical Methods: Nano-Characterization and Coherent Control" Springer Series in Optical Sciences, Vol. 180. (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Shudo, I. Katayama, S. Ohno (eds)
  • 総ページ数: 228
  • 出版者: Springer-Verlag GmbH, Berlin/Heidelberg
• [図書] Ultra-Fast Response of Ultra-Thin Materials on Solid Surfaces'p.1--25 in "Frontiers in Optical Methods: Nano-Characterization and Coherent Control" (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Shudo
  • 出版者: Springer-Verlag GmbH, Berlin/Heidelberg
• [図書] Real-Time Analysis of Initial Oxidation Process on Si(001) by Means of Surface Differential Reflectance Spectroscopy and Reflectance Difference Spectroscopy'p.29--43 in "Frontiers in Optical Methods: Nano-Characterization and Coherent Control" (2013)
  • 著者名/発表者名: Shin-ya Ohno, Ken-ichi Shudo, Masatoshi Tanaka
  • 出版者: Springer-Verlag GmbH, Berlin/Heidelberg