2012 Fiscal Year Annual Research Report
分子性架橋の電極接合界面のナノ物性に関する理論的研究
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22510107
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中西 寛 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40237326)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笠井 秀明 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00177354)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 分子性架橋 / ナノ物性 / ナノコンタクト / 分子エレクトロニクス / 計算機マテリアルデザイン |
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| Research Abstract |
これまでの研究で原子架橋・分子性架橋の機能性を追求することができた。次なるステップに進むためには、電極と架橋部分との接合界面の問題をクリアしなければならない。本研究では、分子性をもつ架橋の終端分子構造に着目し、接合界面のナノ物性を研究し、機能性発現のための理想的な接合界面のデザインを目指してきた。対象架橋分子を鉄ポルフィリンとして、昨年度までで、金属との接合端を水素終端から、π電子伝導を狙った炭素終端、キレート効果を狙った窒素終端へと代えて調査してきた。しかし、電気伝導性に着目した場合の良好な特性を持つ接合界面は得られなかった。
本年度は、カーボンナノチューブ（CNT）の生成核ともなる触媒材料の鉄、およびカーボンナノチューブと電気伝導性において良好な接合界面を形成するチタンを電極側材料候補として調査を実施した。両候補材料とも炭素系材料と親和性が良い。金属との接合部を窒素終端に変更した鉄ポルフィリン様分子を金属表面で挟んだ分子性架橋構造系を、密度汎関数理論に基づく第一原理計算で、シミュレーションを行い、系内における電子の有効ポテンシャルを算出した。金属表面を以前の金（接合界面におけるポテンシャル障壁はフェルミレベルより計って+0.6～+1.3eV、接合部内側終端窒素部～外側終端窒素部）から鉄に代えた場合、接合界面でのポテンシャル障壁は低くなった(-0.5～+0.3eV)。更にチタンの場合は、すべての接合界面窒素終端部でフェルミレベルより障壁が低くなった（-2.6～-1.6eV）。
本研究により分子性架橋の機能を発揮できる接合界面構造の有力候補をデザインすることができた。具体的には架橋分子における電極金属表面との接合端を窒素終端として複数の配位座によるキレート効果で、接合を強化し、また電極表面金属をチタンにすることにより電気伝導性においても良好な接合界面特性を有することができる。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] W(110)上におけるCo/Ni多重層の構造と磁気特性の関係に関する理論的研究2013
Author(s)
小島一希,Wilson Agerico Dino,鈴木雅彦,安江常夫,工藤和恵,阿久津典子,Ernst Bauer,越川孝範,笠井秀明, 阪大工,大阪電通大A,お茶大理B,アリゾナ州大C
Organizer
日本物理学会第68回年次大会
Place of Presentation
広島大学 東広島キャンパス（広島県）
Year and Date
20130326-20130329
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[Presentation] Surface as a Foundation for Materials and Process Design2012
Author(s)
Hideaki Kasai, Wilson Agerico Dino
Organizer
Core-to-Core Program “Computational Materials Design on Green Energy” and Zernike Institute, University of Groningen, Joint International Symposium
Place of Presentation
Hampshire Hotel Pｌaza Groningen, Groningen, The Netherlands
Year and Date
20121118-20121121
Invited
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[Presentation] W(110)上のCo/Ni多重層における磁気異方性の理論的研究2012
Author(s)
小島一希,Wilson Agerico Dino,鈴木雅彦,安江常夫,工藤和恵,阿久津典子,Ernst Bauer,越川孝範,笠井秀明, 阪大工,大阪電通大A,お茶大理B,アリゾナ州大C
Organizer
53rd Annual Symposium of the Vacuum Society of Japan
Place of Presentation
甲南大学（兵庫県）
Year and Date
20121114-20121116
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[Presentation] W(110)基板上におけるCo/Niマルチレイヤーにおける磁気異方性の理論的研究2012
Author(s)
小島一希,Wilson Agerico Dino,鈴木雅彦,安江常夫,工藤和恵,阿久津典子,Ernst Bauer,越川孝範,笠井秀明, 阪大工,大阪電通大A,お茶大理B,アリゾナ州大C
Organizer
日本物理学会2012年秋季大会
Place of Presentation
横浜国立大学（神奈川県）
Year and Date
20120918-20120921
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[Presentation] Oxygen adsorption on ferromagnetic platinum2012
Author(s)
Mary Clare Escano, Tien Quang Nguyen, Hiroshi Nakanishi, Hideaki Kasai
Organizer
28th European conference on surface science
Place of Presentation
Edinburgh International Conference Centre, Edinburgh, United Kingdom
Year and Date
20120903-20120907
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[Presentation] First Principles Study on the Oxygen-Vacancy Migration in LaGaO32012
Author(s)
Triati Dewi Kencana Wungu, Susan Menez Aspera, Musa Alaydrus, Tranh Linh, Mamoru Sakaue, Sinichi Kunikata, Hiroshi Nakanishi, Wilson Agerico Dino, Hideaki Kasai, Tatsumi Ishihara
Organizer
28th European conference on surface science
Place of Presentation
Edinburgh International Conference Centre,Edinburgh, Untied Kingdom
Year and Date
20120903-20120907
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