Innovation of in-situ characterization technique of atomic and electronic strcutures and properties of single molecular junction

单分子结原子电子结构及性能原位表征技术创新

• 批准号: 18H03896
• 负责人: 木口 学
• 金额: $ 28.2万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18H03896/
• 关键词: 単分子接合; 応力応答性; 単分子計測; 機械的応力; 電流―電圧特性

今年度は、単分子接合の構造、電子状態、界面構造を決定する新しい計測法の開発および、単分子接合に機械的応力を与えた際の熱起電力の変調について主に研究を展開した。まず単分子接合の表面増強ラマン(SERS)と電流-電圧特性(I-V)の同時計測を行う新しい計測法を完成させた。ベンゼンジチオール(BDT)、アミノベンゼンチオール(ABT)に適用することで、これまで不可能であった単分子の吸着構造の決定、分離、そして吸着構造の時間変化を捉えることに初めて成功した。実験結果と理論計算を組み合わせることで、カップリングの大きい順にbridge, hollow, atopであることが決定できた。さらに電極間電圧による吸着サイトの変化を検討した。その結果、BDT, ABTともに低バイアスではbridgeが主成分であるが、バイアスを上げるにつれてhollowサイトに移り変わっている様子が観測された。また分子の熱起電力の電極間距離依存性を精密に計測することで、分子ごとの個性を反映した熱起電力の応答性を計測することに成功した。用いた分子は、ジアミノブタン(DAB),ビピリジンBPY、フラーレン(C60)，ヘリセンである。単分子の熱起電力は走査型トンネル顕微鏡を用いて、探針と基板間に温度差を与えながら単分子接合の電流―電圧特性(I-V)を測定することで決定した。すべての系で熱起電力が負であり、伝導軌道がLUMOであることが分かった。応力を与えながら、熱起電力の変化を計測したところ、DAB, BPY, ヘリセンでは押し込むと熱起電力が減少したが、C60は押し込むことで熱起電力が増大することが分かった。熱起電力の変化の方向は、伝導軌道であるLUMOが押し込まれることで、軌道エネルギーが変化することによって説明することができた。

This year, the molecular bonding system, the electronic state, and the interface will be determined by the new measurement method, the mechanical strength of the molecular bonding machine and the mechanical strength of the molecular bonding machine. the main research program will be launched. The surface enhancement of molecular bonding (SERS) and the current-electrical characteristics (Imurv) were simultaneously calculated by the new method of molecular bonding. It is impossible to determine, separate, and control the production decision, separation, and absorption of a device by using a device (BDT), a device (ABT) and a device (ABT). Based on the results of the theoretical calculation, it is calculated that the overall performance of the bridge, hollow, and atop will be determined by the calculation. The electricity between the electrodes is absorbed by the electrodes, and the electricity is converted into electricity. The results, BDT, ABT, low temperature, low temperature, bridge, the main component, the main component, the The molecular device starts the electric power device, the distance separation between the electrodes, the precision meter, and the molecular device reflects the success of the electronic response program. Use the molecule (DAB), the molecule (DAB), the molecule (C60), the molecule (C60), and so on. The molecular power generator is used to measure the temperature difference between the substrates and the molecular junction of the molecule. The current-electricity characteristic (IkoV) is used to determine the temperature difference between the substrates. It is necessary to start the electric power plant and guide the LUMO engine to send electricity to the train station. The power supply is related to the electric power supply, the DAB, the BPY, the power supply, the electric power, the electric power and the electric power. Turn on the electric power to change the direction of the car, guide the LUMO to make sure that you don't know how to change the direction of the car, and then change the direction of the power supply.

项目成果

Cu電極を用いた水単分子接合における光分解反応の追跡

使用铜电极追踪水单分子结中的光分解反应

• 发表时间: 2018
• 作者: 福住理紗;金子哲;木口学
• 通讯作者: 木口学

Continuous and Simultaneous Measurement of Electrical Conductance and SERS for the Single Molecular Junction

单分子结电导率和 SERS 的连续同步测量

• 发表时间: 2018
• 作者: S. Kobayashi;S. Kaneko;M. Kiguchi
• 通讯作者: M. Kiguchi

Charge transport properties of mechanochromic single-molecule junctions

力致变色单分子结的电荷传输特性

• 发表时间: 2018
• 作者: S. Fujii;M. Koike;M. Kiguchi;Y. Shoji;T. Fukushima
• 通讯作者: T. Fukushima

電気伝導特性と SERS スペクトルの同時連続計測によるBDT単分子接合の構造変化の解明

通过同时连续测量电导率特性和 SERS 光谱来阐明 BDT 单分子结的结构变化

• 发表时间: 2018
• 作者: 小林柊司;金子哲;木口学
• 通讯作者: 木口学

ナノグラフェンの電子状態と伝導特性

纳米石墨烯的电子态和导电性能

• 发表时间: 2019
• 作者: 藤井慎太郎;木口学
• 通讯作者: 木口学