Investigation on the relationship between the conformation change of a molecule and the energy dissipation

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本研究の目的は、プローブ顕微鏡の金属探針とCu清浄表面上のCO分子との相互作用によるエネルギー散逸の関係を、実験と理論の両面から解明することである。実験はドイツ・レーゲンスブルグ大、Franz J.Giessibl教授との共同研究であり、理論に関してはスペインDIPCのThomas Frederiksen教授との共同研究である。これまでの研究で、探針がCu(110)表面上のCO分子に近づくと、安定な吸着サイトがトップサイトからブリッジサイトに変化し、その際にエネルギーの散逸が起きることを明らかにした。更に、そのようなブリッジサイトへの吸着が、（１）金属探針を用いてCO分子を動かす際の微視的メカニズムの理解に不可欠であること、（２）静止摩擦力や動摩擦力といった摩擦の基本概念を理解する上でも重要であること、を見出した。上記の結果は、Cu(110)表面に対して見出してものであるが、Cu(111)基板に対しても研究を拡張し同様の議論が成立すること、すなわち一般性が成立することを示した。更に、摩擦を微視的に議論する時に良く用いられるPrandtl-Tomlinson Modelモデルと比べて時の優位性も明らかにした。これらの、成果は、プレプリントサーバーarXivにおいて報告している（Dynamic friction unraveled using an atomically defined model system　Norio Okabayashi, Thomas Frederiksen, Alexander Liebig, Franz J. Giessibl　arXiv:2112.12286）。現在は論文として二報を投稿中である。