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多座チオール配位子空間に閉じ込められた微細金ナノ粒子の特異電子・光物性

限制在多齿硫醇配体空间中的细金纳米粒子的特定电子和光学性质

基本信息

批准号：
18033007
负责人：
寺西利治
金额：
$ 2.18万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

静電容量の小さい粒径2nm以下の金属ナノ粒子では、室温でのクーロンブロッケード現象が発現するため、ナノ粒子が空間規則配列した一次元・二次元超格子は、単電子トンネル効果を利用したナノ電子デバイスへと展開できる。本研究では、配位子殻厚さの劇的な減少および伝導パスへのπ電子雲垂直挿入を実現するため、ポルフィリン環を金ナノ粒子表面に平行に配位させた系について検討した。ポルフィリン誘導体を設計・合成後、クエン酸保護Auナノ粒子との配位子交換反応により、ポルフィリン誘導体Auナノ粒子を合成した。ポルフィリン誘導体Auナノ粒子のUV-visスペクトルがら、ポルフィリン環のSoret帯のモル吸光係数が配位子単独の1/5〜1/15に減少し、ピーク位置がわずかに長波長シフトした。さらに、ポルフィリン環-金表面間距離がポルフィリンの電子構造や構造に影響を及ぼすことを明らかにした。微細Auナノ粒子の電子物性として、Au-TiをコートしたSiO_2カンチレバー上に作製した微細Auナノ粒子超格子を86MHzで振動させることにより、ナノ粒子を通しカンチレバー-STMプローブ間で単電子輸送ができることを実証するとともに、単電子トンネルデバイス作製に向け、EBリソグラフィーと無電解金メッキ法を併用することで5nmギャップ金電極の作製に成功した。さらに、チオール配位子で安定化されたAu_<25>クラスターの耐エッチング性が極めて高いことを実証し、表面金原子がすべてチオールと結合していることを明らかにした。

Electrostatic capacity の small さい particle size under 2 nm の metal ナノ particle では, room temperature でのクーロンブロッケード phenomenon が発 now するため, ナノ particle が space rules match column した RMB one yuan, two superlattice は, 単 electronic トンネル unseen fruit を using したナノ electronic デバイスへと expand できる. This study では, ligand shell thickness さの drama な reduce および伝 guide パスへの PI electron cloud vertical scions into を be presently するため, ポルフィリン ring を gold ナノ parallel to the particle surface にに ligand させた department について beg し検た. ポルフィリン inductor を after the design, synthesis, クエン acid protection Au ナノ particle との ligand exchange the 応により, ポルフィリン inductor Au ナノ particle を synthetic した. ポルフィリン inductor Au ナノ particle の UV - vis スペクトルがら, ポルフィリン ring の Soret 帯のモル absorptivity が ligand 単の alone to 1/5 ~ 1/15 に reducing し, ピーク position がわずかに long wavelength シフトした. さらに, ポルフィリン ring - the distance between the gold surface がポルフィリンの electronic structure やに influence を and ぼすことを Ming らかにした. Subtle Au ナノ particle の electronic property として, Au - Ti をコートした SiO_2 カンチレバーに cropping systems on した imperceptible Au ナノ particle superlattices を 86 MHZ で vibration させることにより, ナノ particle を tong しカンチレバー - STM プローブ between で単 electronic transmission ができることを card be するとともに, 単 electricity Child トンネルデバイス on けに, EB リソグラフィーと no electrolytic gold メッをキ method using することで 5 nm ギャップに success the gold electrode の cropping した. さらに, チオール ligand で stabilization された Au_ < 25 > クラスターのエ resistant ッチング sex がめ extremely high ていことを be し, surface gold atoms がすべてチオールと combining していることを Ming らかにした.