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走査型トンネル顕微鏡と極短パルス光による有機半導体単一分子の電子状態の解明

使用扫描隧道显微镜和超短脉冲光阐明有机半导体单分子的电子态

基本信息

批准号：
21K14697
负责人：
相賀則宏
金额：
$ 3万
依托单位：
University of Hyogo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

有機半導体素子の特性を決定する分子の物理化学的性質は、分子の構造やその電子状態によって大きく左右される。これらの性質は個々の分子の置かれた周囲の局所的な環境に依存する可能性があるため、分子の周囲の局所的な環境と分子構造・電子状態との間の関係を、分子レベルで解明する必要がある。本研究課題では、超高真空走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて実空間で分子の吸着構造をナノイメージングするとともに、STM探針直下のトンネル接合部位にレーザー光を照射し、探針－基板間のナノ領域に生じる局在表面プラズモンによる電場増強を利用することによって単分子レベルの分光計測を行う。令和4年度は、有機半導体素子への応用が期待される6,13-bis(triisopropylsilylethynyl)pentacene(TIPS-ペンタセン)分子等の有機分子を観測対象として、STMトポ像の観察および単一分子レベルでの探針増強ラマン散乱(TERS)分光を行った。清浄な銀(111)基板の表面の上に蒸着した分子の吸着状態をSTMトポ像で観察した。STM探針を基板に接近させた状態で探針先端部にレーザー光を照射し、そこから発生する分光信号を効率よく検出するための実験方法を確立した。STM銀探針にTIPS-ペンタセン分子を吸着させた後、次に銀探針を銀(111)基板に接近させたときのみ、TIPS-ペンタセンに由来するとみられるTERS信号を観測した。興味深いことに、TIPS-ペンタセン分子のラマン活性な振動モードに加え、本来ラマン不活性・赤外活性なモードも観測されることがわかった。この結果を銀と分子が接触することによる分子構造の対称性の変化に基づいて理解できることを提唱した。以上の結果は査読付き学術誌２本に掲載され、第16回分子科学討論会において報告した。

The physicochemical properties of molecules that determine the properties of organic semiconductor elements include the structure and electronic state of molecules. The nature of the molecule is dependent on the environment of the molecular structure. The molecular structure depends on the environment of the molecular structure. The electronic state depends on the environment of the molecular structure. The molecular structure depends on the environment. This research topic is about the application of ultra-high vacuum micro-mirror (STM) to molecular adsorption structure in space. The application of STM probe to molecular adsorption structure in space. The application of STM probe to molecular adsorption structure. The application of STM probe to molecular adsorption structure. In 2010 and 2014, the detection of organic molecules such as 6,13-bis(triisopropylsilylethyl)pentacene(TIPS) molecules and STM image detection of single molecule and probe enhancement spectroscopy (TERS) were expected. The adsorption state of molecules evaporated on the surface of the silver (111) substrate was observed by STM imaging. The probe tip is irradiated with light, and the spectral signal is generated. STM silver probe TIPS-1 molecule adsorption, secondary silver probe silver (111) substrate proximity, TIPS-1 molecule origin, TERS signal detection Inactivity and vibration of the molecules are detected by TIPS. The molecular structure of the molecule is related to the molecular structure. These results are reported in the 16th Molecular Science Symposium.