電極との直接反応によるDCNQIナノ単結晶作成とその機能探索

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本課題では、(DMe-DCNQI)_2Mのナノ/マイクロサイズ単結晶をSiO_2/Si^<++>基板上で電極から直接成長させ、その基礎物性とデバイス特性を測定する。(DMe-DCNQI=2,5-dimethyl-N,N'-dicyanoquinonediimine; M=Ag, Cu)18年度には基板上に成長した幅100nm,長さ40μmの(DMe-DCNQI-d7)_2Cu単結晶に対して、レーザー加工機を用いて4端子を配置し、その抵抗測定を行った。その結果、この結晶は低温まで金属的な振る舞いを示すことが明らかとなっていた。この挙動は既にしられている、80Kで金属-絶縁体相転移を起こすというバルク結晶のものとは大きく異なり、この違いが何から来ているのか興味が持たれるため、19年度は様々な条件で結晶を作製し、その原因を探った。当初、結晶のサイズが小さいことから表面の影響が大きく、金属-絶縁体相転移を起こさなくなった可能性を検討したが、今回の実験で幅数ミクロン程度のバルクの(Dme-DCNQI-d7)_2Cu単結晶をSiO_2/Si^<++>基板に固定して抵抗測定をするだけでも低温まで金属的な振る舞いが見られることが明らかとなり、熱膨張係数の小さいシリコン基板による負圧の影響が金属的な振る舞いの一因と考えられることが分かった。一方、(DMe-DCNQI)_2Agの双安定抵抗現象についても昨年度に引き続き研究を進め、スキャンバイアスを±6V以上にすると整流性の無い双安定抵抗現象が見られることや、抵抗変化が2段階ではなく3段階で起きるケースもあるということが明らかとなった。