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機能性有機分子による単電子トランジスターの構築

使用功能有机分子构建单电子晶体管

基本信息

批准号：
14654135
负责人：
小川琢治
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes (2003)Ehime University (2002)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

通常の単電子トランジスターは、シリコンや金属微粒子などを電荷プールとして用いている。この場合の静電反発エネルギーは粒子の大きさにより決まるため、粒子径が揃わないと特性がばらつくことになる。それに対して、有機分子は分子軌道に応じた独自のレドックス電位を持っており、必ず一定の値になる。この特性を活かした素子を作成しようとした。ルテニウム錯体を電荷プールとする有機分子を合成し、20〜100nmのギャップ電極に入れ、その電気特性を計測することで、有機分子を電荷プールとする単電子トランジスターの可能性について研究を行った。分子の導入の仕方として、次の3つの方法を用いた。(1)分子の希薄溶液を電極にキャストした。この様にして作成したデバイスを、10^<-4>Paの真空中で室温においてI-V計測を行った。クーロンブロッケードと解釈できるI-Vの非連続性は見られたが、1度目のスキャンと2度目のスキャンの結果が異なり、分子が電圧を掛けることにより動いてしまい、再現性が乏しいことが判った。(2)分子をポリ塩化ビニルの中に溶解し、これを電極にキャストした。かなり再現性良くdI/dV-Vのピークが見られた。しかし、やはり電圧スキャンを繰り返すに従い、次第にピークの場所が移動したり、電流がブロックされる領域が次第に変わっていったりして、十分な安定性には欠けていた。(3)ルテニウム錯体の両端にターチオフェン部位を導入し、これをナノ電極に電気化学的手法でポリマー化して直接結合した。この素子の再現性は非常に高く、温度依存性も高い再現性で求めることが出来た。得られたI-V特性は、フランケル-プール機構で解析を行った。しかし、2〜3次元クーロンブロッケードと解釈出来る可能性も高く、現在そのシミュレーション法を開発中である。

Normally, the の単electronic トランジスターは and the シリコンやmetal microparticle などをcharged プールとして use the いている.このoccasionのstatic anti-particlesの大きさによりdetermineまるため、Particle diameter が揃わないとCharacteristics がばらつくことになる.それに対して, organic molecules は molecular orbital に応じた solo のレドックスpotential をhold っており, 必ず必の値になる.この性を生かした元子を成しようとした.ルテニウムelectric charge プールとするorganic molecule をsynthesisし, 20~100nm のギャップelectrode に入れ, その电気Characteristics することで, organic molecule charge プールとする単electronic トランジスターの possibility について research を行った. The introduction of the molecule is the official method and the method of the third method is the use. (1) Molecular thin solution electrodes.この様にしてしたデバイスを、10^<-4>Pa vacuum at room temperature においてI-V measurement を行った.クーロンブロッケードと解釈できるI-V's non-continuous 続性は见られたが、1°目のスキャンと2°目のスThe result of キャンのがdifferentなり, the molecular がelectric pressure and the hanging けることによりmotion いてしまい, the reproducibility が lack of しいことが Judge った. (2) Molecular をポリ塩化ビニルの中にsolubleし,これをelectrodeにキャストした.かなりGood reproducibility くdI/dV-Vのピークが见られた.しかし, やはり电姧スキャンを缲り回すに従い, Jiji にピークのplace がmovable したり, 电The flow of the flow is very stable, and the stability of the field is very high. (3) The use of the electrochemical method of introducing the ルテニウムの両END にターチオフェン part and the これをナノelectrode chemistry is directly combining the でポリマー化した. The reproducibility of Motoko is very high, the temperature dependence is high, and the reproducibility is very high. Obtained the analysis of the I-V characteristics of the られたは, and the analysis of the フランケル-プール mechanism.しかし, 2~3 dimensional クーロンブロッケードとsolved possibility る高く, now そのシミュレーション法を开発中である.