2010 Fiscal Year Annual Research Report
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21225001
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
川合 眞紀 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (70177640)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白木 将 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 講師 (80342799)
高木 紀明 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 准教授 (50252416)
上羽 弘 富山大学, 理工学研究部(工学), 教授 (70019214)
金 有洙 独立行政法人理化学研究所, Kim表面界面研究室, 准主任研究員 (50373296)
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| Keywords | 表面・界面 / プローブ顕微鏡 / 電気伝導 / 分子振動 / アンドレーフ反射 / 吸着 / 化学反応 |
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| Research Abstract |
STM探針より吸着分子に電子を注入することにより励起された分子振動を経由して起こる分子運動と反応について、定量的に評価する解析式を用いて、注入電子数や温度に対する解離反応次数の振舞いが謎であったCu(111)表面におけるジメチルサルファイドの解離反応について微視的機構を検討した。(1)CH伸縮振動、SS伸縮振動の二つの振動が二つの電子により励起される過程、(2)CHとSS伸縮振動の結合音が1電子で励起される過程、(3)熱励起された低エネルギー振動モードとCH伸縮振動のカップリング、の3つの過程の組み合わせにより反応過程を記述できることがわかった。昨年度見出した、Ag(001)表面に成長させたMgO薄膜に吸着した水のトンネル電子による解離反応について、詳細を第一原理計算による解析を進めた。MgOの膜厚に応じて水の解離反応の障壁が変化することを見出した。膜厚が1層、2層、3層と増えるにつれて反応性は下がり、3層でバルクのMgOと同程度になる。MgOと基盤であるAgとの界面にできる界面準位が解離反応生成物を安定化させることで解離の活性化障壁が下がることが明らかとなった。
Ag(111)表面に吸着した鉄フタロシアニン分子について、フェルミレベル近傍の電気伝導特性を詳細に調べた。一層目の分子ではHOMO・LUMO構造を除いて目立った構造は見られなかった。一方、2層目の分子では、分子の電子状態に加えてフェルミレベルに関して対称的なエネルギー位置にスピンと分子振動に由来する大きなコンダクタンスステップが観測された。従来知られていた分子振動によるコンダクタンス変化は数%程度であるが、これに比べて格段に大きな数10%に及ぶコンダクタンス変化が観測された。Nb探針とPb基板でC60分子を挟んだ接合について多重アンドレーフ反射の測定を進めた。
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