フラーレンおよびその化合物のヘテロ構造化による新物性の探求

通过异质结构富勒烯及其化合物探索新的物理性质

基本信息

批准号：
11165212
负责人：
小間篤
金额：
$ 2.37万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11165212/
关键词：
フラーレンフラーレン誘導体溶液噴射法金属内包フラーレンエピタキシャル成長電子エネルギー損失分光法表面不活性化半導体基板 bilayer-GaSe終端Si(111)C_<60>カリウムドープC_<60>電子エネルギー損失分光選択成長分子-基板相互作用

项目摘要

本研究では,我々が豊富な経験を持つ分子線エピタキシーの手法を用いてフラーレン及びアルカリ金属/有機分子ドープフラーレンの単結晶薄膜・超格子・微細構造を作製し,固有の物性を追求することを目的としている。特に,ヘテロ薄膜に対する基板の影響に注目し,(1)基板がフラーレン薄膜の格子定数・物性に与える影響,(2)基板-薄膜間の電荷移動裏決定,(3)π電子系-半導体表面相互作用の定量的解明,(4)選択成長法によるフラーレン微細構造の作製,といった研究を行う。本年度は以下のような成果を得た。まず,パルスバルブを利用した溶液噴射法を開発し,加熱に対し不安定なフラーレン誘導体C_<60>Me_5Hのエピタキシャル薄膜をMoS_2基板上に形成することに成功するとともに,超高真空下で電子状態の測定を行った。この手法により,不安定で蒸着不可能な有機分子のエピタキシャル薄膜を真空下で形成する道が開かれた。次に,金属内包フラーレンLa@C_<82>の単結晶エピタキシャル薄膜を分子線エピタキシー法によりMoS_2基板上に作製し,電子エネルギー損失分光法によりその電子状態を調べた。その結果,観察されたフェルミ準位近傍の電子状態間の遷移エネルギーが理論計算とほぼ一致することが確認された。また,界面第1層目と2層目以降ではLa@C_<82>薄膜の成長様式及び電子状態が異なることも判明した。また,活性なSi(111)基板表面に存在するダングリングボンドを異種原子で終端し不活性化することで,単結晶フラーレン薄膜をエピタキシャル成長することが知られているが,本研究においてbilayer-GaSe終端Si(111)表面が均一に平坦,かつ大気中でも安定であることが発見され,有機分子性結晶のエピタキシャル成長基板として有望なことが判明した。

这项研究旨在使用分子束外延技术，创建富勒烯和碱金属/有机分子掺杂富勒烯的单晶薄膜，超晶格和精细结构，我们具有丰富的经验，并追求固有的物理特性。 In particular, we focus on the influence of the substrate on heterothin films, and research is carried out such as (1) the effect of the substrate on the lattice constant and physical properties of fullerene thin films, (2) the determination of the behind-the-scenes charge transfer between substrates and thin films, (3) quantitative elucidation of π-electron-semiconductor surface interactions, and (4) the fabrication of使用选择性增长方法的富勒烯微观结构。今年，我们获得了以下结果：首先，开发了一种使用脉冲阀的溶液注射方法，并在MOS_2底物上成功形成了富勒烯衍生物C_ <60> ME_5H的富勒烯衍生物C_ <60> ME_5H的外部薄膜，并在超高的真空中测量了电子状态。该技术为形成真空下不稳定和不稳定的有机分子的外延薄膜开辟了道路。接下来，通过分子束外延在MOS_2底物上制造了金属包裹的富勒烯la@C_ c_ <82>的单晶体外延薄膜，并通过电子能量损耗光谱检查了其电子状态。结果，已经证实，在费米水平附近的电子状态之间观察到的过渡能几乎与理论计算一致。还发现，在界面的第一层和第二层之间，la@c_ <82>薄膜的生长样式和电子状态不同。众所周知，通过终止活性Si（111）底物的悬挂键并灭活它们的表面上的悬挂键并灭活它们，从而在外延上生长单晶富勒烯薄膜。在这项研究中，发现双层终止Si（111）表面在大气中均匀且稳定，并且发现它是有机分子晶体的外在生长底物。