ナノ接点のその場観察とノイズ解析によるコンダクタンスおよび透過率の動的計測

通过纳米接触的原位观察和噪声分析动态测量电导和透射率

• 批准号: 15K13269
• 负责人: 谷中 淳
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-01 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15K13269/
• 关键词: ショットノイズ解析; ナノ接点; 走査トンネル顕微鏡; 有機分子; 電気伝導特性; 酸化タングステンナノワイヤー; 透過型電子顕微鏡

微細素子は、その特性を決定する物質と電子を注入するナノメートルサイズの電極で構成されているため、ナノ接点部の構造と物性を同時に観察する必要がある。ナノ接点の構造、透過率およびコンダクタンスを同時に観察し、これらの関係から、ナノ接点の物性を解明するため、極低温装置を必要としない新しい室温下ショットノイズ解析の手法開発を行った。室温下ショットノイズ解析は、電圧印加部、高周波測定部、ロックイン検波部およびこれらの同期システムで構成されるが、27年度までに電圧印加部、高周波測定部の開発は終了したので、新しい実験手法によって電極構造や分子の構造が可視化できるようになった走査トンネル顕微鏡を用いた有機分子の電気伝導特性の研究に、室温下ショットノイズ解析の手法を導入するため、走査トンネル顕微鏡に、トンネル電流の測定と同時に数百MHz～2GHzの信号を測定できるように装置の改良を行った。また、実際に走査トンネル顕微鏡を用いた有機分子の電気伝導特性へ室温下ショットノイズ解析の手法を導入した場合に得られるコンダクタンスとそのノイズについて予測を立てるため、可視化した電極間の分子構造とコンダクタンスの関係から第一原理計算を用いて分子の構造とコンダクタンスを計算し、電極と分子間の透過率と分子の構造について予測した。この結果から、高周波測定部にはスペクトルアナライザと共にショットノイズの平均値をサンプリングレート1kHzで測定するパワーメーターが必要となったため導入した。

The material and electron injection characteristics of fine particles are determined by the structure and physical properties of the contact part. The structure of the contact, the transmittance and the temperature of the contact are simultaneously observed, and the relationship between the contact and the temperature of the contact is analyzed. Research on the Electrical Conductivity of Organic Molecules in the Application of Microscope in the Development of Electrolytic Analysis, Voltage Measurement, High Frequency Measurement and High Frequency Measurement at Room Temperature The method for analyzing the frequency of a signal at room temperature is introduced, and the device for detecting the frequency of a signal at a frequency of several hundred MHz to 2 GHz is improved. In order to investigate the electrical conductivity of organic molecules in the application of micromirrors, the method of analysis at room temperature is introduced, and the molecular structure of electrodes is calculated according to the first principle. Electrodes, molecular transmittances, molecular structures, etc. The result is that the high frequency measurement unit is required to measure the average value of the signal.

项目成果

Consideration of Molecular Dynamics in Single-Molecule Junction Observed by Dynamic Probe Method

动态探针法观察单分子连接中分子动力学的思考

• 发表时间: 2016
• 作者: Atsushi Taninaka;Shoji Yoshida;Yoshihiro Sugita;Tomoki Katayama Osamu Takeuchi;and Hidemi Shigekawa
• 通讯作者: and Hidemi Shigekawa

Measuring bending stiffness of nanowires using force probe under electron microscope

在电子显微镜下使用力探针测量纳米线的弯曲刚度

• 发表时间: 2015
• 作者: A. Taninaka;G. Yazaki;T .Iijima;and O. Takeuchi
• 通讯作者: and O. Takeuchi

Three dimensional conformational dynamics in single molecular junction studied by Scanning Tunneling Microscopy

通过扫描隧道显微镜研究单分子连接的三维构象动力学

• 发表时间: 2016
• 作者: T. Katayama;Y. Sugita;S. Yoshida;A. Taninaka;O. Takeuchi and H. Shigekawa
• 通讯作者: O. Takeuchi and H. Shigekawa

3D Dynamic Probe Analysis of 4,4’-Bpyridine Single-Molecule Junction

4,4’-B吡啶单分子连接的 3D 动态探针分析

• 发表时间: 2016
• 作者: Y. Sugita;T. Katayama;S. Yoshida;A. Taninaka;O. Takeuchi;and H. Shigekawa
• 通讯作者: and H. Shigekawa