ナノプローブによる単一分子の電子特性評価およびその分子スケール素子構築への応用

使用纳米探针评估单分子的电子特性及其在分子级器件构建中的应用

• 批准号: 05J01700
• 负责人: 一井 崇
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J01700/
• 关键词: NC-AFM; KFM; 単一電気双極子検出; 分子分解能; 金属フタロシアニン; 非接触原子間力顕微鏡; 探針振動エネルギー散逸; ケルビンプローブ原子間力顕微鏡; アルカンチオール系自己組織化単分子膜; 分子識別; 金属フタロシアニン薄膜; サブ分子スケールコントラスト

非接触原子間力顕微鏡(NC-AFM)は、導電性・絶縁性材料を問わず原子分解能観察を実現可能であることから、次世代のナノエレクトロニクスへの応用が期待されており、特に、一般に導電性に乏しい有機分子を用いる分子エレクトロニクスの研究においては、NC-AFMは欠かせないものとなりつつある。特に近年、NC-AFMと組み合わせることで表面電位分布を高分解能で観察するケルビンプローブ原子間力顕微鏡(KFM)において、原子・分子スケールでのコントラストが取得可能であることが示された。しかし、本来遠距離相互作用力である静電引力を検出することによって表面電位測定を行うKFMにおいて、こうした高分解能KFMコントラストが得られる起源は未だ明らかではなく、またその像が真の表面電位を示していない可能性も指摘されてきた。特に分子系材料においては実験例が極めて少なく、分子系材料における高分解能KFMコントラストの起源の解明が求められてきた。このような背景の下、本年度は有機半導体として一般的な金属フタロシアニン(MPc)超薄膜を導電性基板上に作成し、KFMを用いて基板-分子界面の分子分解能表面電位評価を行い、そのコントラスト形成メカニズムの解明に取り組んだ。その結果、非対称な構造を有する鉛フタロシアニン薄膜において、その非対称性に基づく電気双極子に対応した分子スケール表面電位コントラストを得ることに成功した。この結果より、KFMを用いることで、分子が持つ電気双極子を単一分子レベルで検出できる可能性が示された。本研究結果は、分子系材料における分子スケール表面電位測定において、そのコントラストの起源を実験的に示したはじめての例であり、こうした一分子レベルでの分子物性評価技術の確立は、今後の分子スケールエレクトロニクスの発展に大きく寄与するものと期待される。

Contactless atomic force micrometer (NC-AFM), electrical mechanical materials and mechanical materials can be detected by atomic decomposition energy analysis. It is possible to detect the possibility of aging, the next generation of electrical materials, and the expectation that they can be used in the field of molecular research. NC-AFM owes me a lot of money. In recent years, the surface potential distribution of NC-AFM composites has been characterized by high resolution energy analysis, atomic force micrometer (KFM) spectroscopy, atomic and molecular electron microscopy, atomic and molecular spectroscopy, and so on. The original distance from the interaction force, the static gravitation force, the KFM potential measurement line, the high decomposition energy KFM, the source, the sensor, the image, the real surface potential, the possibility, the origin, the possibility, the possibility. Special molecular materials, such as low molecular weight, low molecular weight, high decomposition energy, high decomposition energy and high decomposition energy. Under the background of this year's mechanical and electrical equipment, this year's MPc ultrathin film is fabricated on the electrical substrate, and the KFM substrate-molecular interface is used for molecular decomposition of the surface potential energy, and the equipment is used to solve the problem. According to the results of the experiment, the results show that there are two kinds of thin films, such as thin films, thin films. The result of the experiment, the possibility that the KFM can be detected by using the double-electron probe of the molecular holding electron, and the possibility that it will be detected by the molecular holder computer. The results of this study are as follows: the results of this study, the determination of the surface potential of molecular materials, the determination of the surface potential of molecular devices, the measurement of the surface potential of molecular devices, the determination of the surface potential of molecular materials, the determination of the surface potential of molecular devices, the determination of the surface potential of molecular materials, the determination of the surface potential of molecular devices, the determination of the surface potential of molecular materials, the determination of the surface potential of molecular materials, the determination of the surface potential of molecular materials, the determination of the surface potential of molecular materials, the determination of the surface potential of molecular materials, the determination of the surface potential of molecular materials, the determination of the surface potential of molecular materials, the determination of the surface potential of molecular materials, the determination of the surface potential of molecular materials, the determination of the surface potential of molecular devices, the determination of the surface potential of molecular materials, the determination of the surface potential of molecular materials, the determination of the surface potential of molecular materials, the determination of the surface potential of molecular materials, the determination of the surface

项目成果

Self-assembled Monolayers of Alkanethiol and Fluoroalkanethiol Investigated by Noncontact Atomic Force Microscopy

非接触原子力显微镜研究烷硫醇和氟烷硫醇的自组装单分子层

• 发表时间: 2005
• 期刊: Jpn.J.Appl.Phys. Vol.44, No.7B
• 作者: Satoshi Horike;Ryotaro Matsuda;Susumu Kitagawa;松田 晃;松田 晃;T.Ichii
• 通讯作者: T.Ichii