2015 Fiscal Year Annual Research Report
結晶性分子薄膜におけるラジカルスピンダイナミクスの研究
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15H05420
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
三輪 真嗣 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20609698)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | スピンエレクトロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
まず金属薄膜の単結晶分子線エピタキシーの知見を用いてフタロシアニン分子のエピタキシャル成長を試みた。具体的には(001)の面配向を有する単結晶MgO上に体心立方構造のCrと面心立方構造のAuを(001)配向させ、下地層を準備した。その上に銅フタロシアニンを室温で成長させ、フタロシアニンがエピタキシャル成長することを見出した。銅フタロシアニンの結晶配向は反射高速電子線回折(RHEED)とX線回折により確認した。
RHEEDで得た銅フタロシアニンの電子回折像は特殊であったため、任意のRHEED像を解析できる独自プログラムを開発し、フタロシアニン薄膜の結晶構造を同定した。結果としてフタロシアニン単斜晶の双晶がAu(001)上に形成されることがわかった。(2015秋応用物理学会で発表)
次にこの銅フタロシアニン膜の電気特性を得るための接合を作製した。接合作製のための微細加工を真空一環で行い、良質な接合を作成した。電流電圧特性を評価したところ、過去の素子と比べて素子の経時変化が非常に小さいことを見出した。
実験を精力的に進めた一方で、大型備品として薄膜作製評価装置を導入した。本備品により有機材料の充填が２種から６種に増加、金属材料の充填は１種から３種に増加、そして傾斜蒸着膜を作製できるようになった。分子薄膜の平坦性向上に重要な基板冷却機能も備え、真空ポンプの拡充により真空度が10倍以上に向上した。従って、次年度の加速的な研究の進展が期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
まず金属薄膜の単結晶膜上にフタロシアニン分子をエピタキシャル成長させることに成功した。具体的にはAu(001)下地層上に銅フタロシアニンの単斜晶双晶ができることを見出した。フタロシアニンの結晶性確認は反射高速電子線回折(RHEED)とX線解説により行った。RHEEDの解析においては独自プログラムを開発し、電子線回折像の解析を行った。
次にエピタキシャルフタロシアニン膜の微細加工を行った。真空一環でのプロセスを構築し、電気特性を得ることができるようになった。得た膜の電流電圧特性を評価したところ、過去の素子と比べて素子の経時変化が非常に小さいことを見出した。
また、大型備品として薄膜作製評価装置を導入した。本備品は有機材料を６種充填することができ、傾斜蒸着膜を作製できる。従って今後の研究の加速的な進展が期待できる。
このように初年度である昨年度は実験環境の整備に注力した。研究は当初の計画通り進んでおり、今年度から電子スピン共鳴の電気的検出に取り組む。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度にフタロシアニン薄膜のエピタキシャル成長および微細加工に成功した。また、薄膜作製評価装置を導入した。２年目である今年度はこれらの整備環境を用いてフタロシアニンにおける電子スピン共鳴の電気的検出を目指す。具体的には下記の事柄を行う。
（１）ADボード、パルス発生器、マイクロ波発振器を用いて電子スピン共鳴の電気的検出の実験系を構築する。
（２）まずはアモルファスAlq3分子を用いた接合における電子スピン共鳴の検出を行う。
（３）次にエピタキシャルフタロシアニンを用いた接合における電子スピン共鳴の検出を行う。
今年度中に(1)~(3)を達成し、最終年の３年目である次年度に当初の目標であるラジカルスピンの電気的検出・制御を目指す。
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Research Products
(1 results)
