ナノリング分子の状態分析と電界による電子状態変化の直接観測

纳米环分子的状态分析以及电场引起的电子状态变化的直接观察

• 批准号: 20027016
• 负责人: 加藤 浩之
• 金额: $ 2.94万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20027016/
• 关键词: 表面・界面物性; ナノコンタクト; 電子状態; 電界放出; 光電子放出; 電界効果; 蛍光収量X線吸収分光; 自己組織化単分子膜

分子の多彩な性質を利用した電子デバイスが実現した場合、ある種の分子は、数十nmに数Vの電圧が印加されるという強電界下で動作することになると予想される。このとき、分子は強電界によって電子状態を変化させつつも、分子間や電極との間で電荷の授受を行い、機能を発揮しているはずである。本研究の目的は、電極に接合した分子、あるいは電極間に置かれた分子の電子状態が電界によつてどのように変化するかを、直接的に観測できる新たな手法を立ち上げて解明することにある。本研究課題では、試料を単分子膜と有機薄膜の2つに分け、それぞれに適した測定手法を検討してきた。前者については、電界放出顕微鏡と光電子分光を組み合わせた手法を提案し、装置の設計と構築を進めてきた。測定では検出した信号強度が不十分であったため、光学系および検出系の改良を施した。一方、後者には軟X線吸収分光(炭素K殻吸収端など)を蛍光収量で計測する手法を導入し、有機薄膜トランジスターにおける駆動中の電子状態観測を試みた。これによって、分子薄膜が金属電極に覆われていても電子状態が測定できることを確認したほか、実際にバイアス電位に依存したX線吸収スペクトルの変化を測定することができた。このスペクトル変化は、強電界よる分子内ポテンシャル歪みを捉えたものと帰属され、分子内の電場強度分布を反映したものと結論された。また、連携研究として、北大・原准教授(合成化学)や首都大・杉浦教授(合成化学)らと共に、新規なナノリンク分子の探索を行った。特に、π軌道を有する結合基を持った幾つかの自己組織化単分子膜を作成し、高分解能電子エネルギー損失分光(HREELS)と走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて、個々の吸着状態を精査した。結果として、いずれの分子もほぼ設計どおりの吸着状態にあることが確認された。

The colorful nature of molecules can be used in various situations, such as electrons and molecules, and dozens of them. nmにnumberVの电voltageがIncaされるという Strong electric field under the actionすることになるとyuthinkされる.このとき、Molecular strong electric boundary によってElectronic state を変化させつつも、Intermolecular The transfer and reception of electric charge between electrodes and functions, and the function of electric charge. The purpose of this study is to connect the electrodes to the molecule, to place the molecule between the electrodes, and to electrically connect the molecule to the electronic state of the molecule.てどのように変化するかを, direct にmeasurement できる新たな Technique を立ち上げて解明することにある. The subject of this research is divided into two parts, the sample is a single molecular film and an organic film, and the measurement method is suitable for the test. The former is the proposal of the technique of the electromagnetic radiation micromirror and the photoelectron spectrometer, and the design and construction of the device are advanced. Measurement of the signal strength of the では検出した is not very good, and the optics system of the および検出组の Improvement of the application. On the one hand, the latter is based on soft X-ray absorption spectrometry (carbon K-shell absorption edge) and measurement of light absorption. The method is to introduce the electronic state of the organic thin film to measure the electronic state in motion.これによって, molecular film が metal electrode に coated われ て い て が measurement で き る こ と を confirmation し たほか、実记にバイアス Potential dependence したX-ray absorption スペクトルの変化をdetermination することができた.このスペクトル剉化は, strong electric realm よる intramolecular ポテンシャルWAI みをCATCH えたThe ものと帰され and the electric field intensity distribution within the molecule reflect the したものと conclusion された.また, Joint Research Professor として, Peking University Hara Associate Professor (Synthetic Chemistry), Capital University Sugiura Professor (Synthetic Chemistry) らとKOに, New Regulations なナノリンクmolecules Exploration を行った. Special features, π orbital structure, bonded base structure, self-organized single molecular membrane, high resolution electron structureーLoss spectroscopy (HREELS) and walkthrough microscope (STM) are used to check the adsorption state carefully. Result として、いずれのmolecule もほぼDesign どおりのsorption state にあることがConfirm された.

项目成果

Study of electronic states in organic thin film transistors : Field effects on fluorescence-yield X-ray absorption spectra of pentacene thin films

有机薄膜晶体管中电子态的研究：并五苯薄膜荧光产率X射线吸收光谱的场效应

• 发表时间: 2009
• 作者: 二谷真司;家裕隆;安蘇芳雄;山下良之;Hiroyuki S.Kato et al.
• 通讯作者: Hiroyuki S.Kato et al.

Electronic state observation of inner organic thin films beneath electrodes : fluorescence-yield X-ray absorption spectra of the pentacene derivative films

电极下内部有机薄膜的电子态观察：并五苯衍生物薄膜的荧光产率X射线吸收光谱

• 发表时间: 2009
• 期刊: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 174
• 作者: Hiroyuki S.Kato;Ryota Hirakawa;Fumio Yamauchi;Taketoshi Minato;Maki Kawai;T.Hatsui;N.Kosugi
• 通讯作者: N.Kosugi

Electronic states of inner organic thin films beneath Au electrodes studied by fluorescence-yield X-ray absorption spectroscopy

通过荧光 X 射线吸收光谱研究金电极下内部有机薄膜的电子态

• 发表时间: 2009
• 作者: T.Hirose;Y.Ie;Y.Aso;浅井美博;Hiroyuki S.Kato et al.
• 通讯作者: Hiroyuki S.Kato et al.