フレキシブルな構造を持つ有機単電子トンネル素子特性

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655118
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 岩本 光正 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40143664)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久保田 徹 独立行政法人通信総合研究所, 関西先端研究センター, 主任研究官 (00205139) ; 周 しん 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 準客員研究員 ; 間中 孝彰 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (20323800)
• Keywords: フレキシブル / 有機単電子トンネル素子 / ポリイミド / ポリエチレン

Research Abstract

本研究では、有機材料のフレキシブルな性質を分子レベルでの柔軟性と分子集合体の柔軟性という2つの観点から研究し、有機単電子トンネル素子特性を通してその検証を試みるものである。前者では金属/トンネル層/有機分子/トンネル層/金属(STM電極も含む)からなる素子の中間電極として、光応答性の有機分子を用い、外部刺激に対する分子形状変化に伴う素子特性という点から研究する。一方後者では、構造が明確なカーボンナノチューブやヘリックス構造を持つDNA、さらにフレキシブルな電極金属として用いることが可能な導電性高分子(ポリピロールなど)を用いた有機分子膜の構造に関して弾性体理論を用いて解析した上で、そのエネルギー構造を決定し、これを有機単電子素子特性に結び付ける。
本年度は、まずフレキシブルな素子構造を達成するために重要となるフレキシブルなトンネル絶縁層の研究から着手した。従来から絶縁層として用いてきたポリイミドを用いた素子では、光照射によって単電子トンネル素子特性が変化することが明らかになった。これは、絶縁層であるポリイミド自身の特性が変化しているためと考えられ、光応答性の有機分子を用いる実験において考慮すべき重要な現象である。また、新規なトンネル絶縁層として、ポリエチレンの超薄膜を作製し、その帯電特性を初めて検討した。その結果、ポリエチレンが金属に対して、正に帯電することが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Mitsumasa Iwamoto: "Step voltage in metal/polyimide/organic/molecule/polyimide/metal junction"Current Applied Physics. Vol.2,No.4. 279-283 (2002)
• [Publications] Yutaka Noguchi: "Addendum : Space charge effect and the step voltages in metal/polyimide/rhodamine-dendorimer/polyimide/metal junctions"Journal of Applied Physics. Vol.92,No.2. 1174-1176 (2002)
• [Publications] Yutaka Noguchi: "Analysis of Step Voltages in Single Electron Tunneling Devices Using Organic Thin films"Japanese Journal of Applied Physics Part 1. Vol.41,No.4B. 2749-2752 (2002)
• [Publications] Yutaka Noguchi: "Effect of Interfacial Space Charge and Coupling Electrodes on Organic Single Electron Tunneling Devices"IEICE Transactions on Electronics. Vol.E85-C No.6. 1247-1252 (2002)