静電トラップ法を用いた極性分子接合の作製とその電気伝導特性評価

利用静电捕获法制备极性分子结并评估其导电性能

• 批准号: 17710110
• 负责人: 野口 裕
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Chiba University (2007)National Institute of Information and Communications Technology (2005-2006)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17710110/
• 关键词: 単一分子トランジスタ; クーロンブロッケイド; 静電トラップ; 金ナノ粒子; ナノギャップ電極; 単一電子トランジスタ; 非弾性トンネルスペクトル; 分子結合

電極と分子との接触を制御した分子接合を作製し、その電気伝導特性を評価することは分子エレクトロニクスにおける重要な課題である。本研究では、電場印加によりナノギャップ電極へ選択的に測定対象分子を吸着させること、及び作製した分子接合の電気特性評価を目的としている。固体基板上に作製したナノギャップ電極を用いた分子接合では、トランジスタ特性や温度依存性の測定が可能であるが、ギャップ間分子の状態を評価することが難しかった。我々は、直径約6nmの金ナノ粒子をオリゴチオフェン3量体の自己組織化単分子膜で修飾した複合体(Au_x/3T)を用いることで、電子顕微鏡により観察可能な分子接合を作製し、その試料構造と電気伝導特性(トランジスタ特性、温度特性:11〜300K)を直接対応づけて調べることができた。少数Au_x/3Tで架橋した接合では、低温で明確な単一電子トンネル伝導が観測された。また、Au_x/3Tと電極との接触抵抗値は、これまでに別の手法を用いて測定された3Tのトンネル抵抗とよく一致した。このことは、本手法において分子数個程度のコンダクタンスが測定可能であることを示している。さらに、接合のコンダクタンスの温度特性から見積もられた活性化エネルギーは、金ナノ粒子のネットワーク構造に依存して変化することを見出した。これらの特性を金ナノ粒子のクーロン帯電効果を考慮することにより説明した。本手法は広く応用が可能であり、現在、光異性化反応を示す分子(ジアリールエテン誘導体)で修飾した金ナノ粒子の電気伝導特性を測定している。その他、有機エレクトロルミネッセンス素子材料であるAlq_3を含んだ素子では、その特性がAlq_3層の配向分極に強く依存することを見出している。

Contact electrodes と molecular と の を suppression し た molecular conjugation を as し, そ の electric 気 伝 guide features を review 価 す る こ と は molecular エ レ ク ト ロ ニ ク ス に お け る important topic な で あ る. This study で は, electric field Inca に よ り ナ ノ ギ ャ ッ プ electrode へ sentaku に determination as molecular を seaborne sorption さ せ る こ と, and び し た molecular conjugation の electric 気 characteristics evaluation 価 を purpose と し て い る. Solid substrate に cropping し た ナ ノ ギ ャ ッ プ を electrode with い た molecular conjugation で は, ト ラ ン ジ ス タ features や temperature dependency の determination が may で あ る が, ギ ャ ッ プ state between molecular の を review 価 す る こ と が difficult し か っ た. I 々 は, diameter of about 6 nm の gold ナ ノ particle を オ リ ゴ チ オ フ ェ ン 3 quantity body の yourself organized 単 で molecular membrane modified し た complex (Au_x / 3 t) を い る こ と で, electronic 顕 micromirror に よ り 観 examine possible molecular bonding を な し, そ の sample structure と electric 気 伝 guide features (ト ラ ン ジ ス タ characteristic and temperature characteristic: 11 ~ 300 k Youdaoplaceholder0 directly tune べる べる とがで た た た た. A few Au_x / 3 t で bridging し た joint で は, low temperature で clear な 単 an electronic ト ン ネ ル 伝 guide が 観 さ measurement れ た. ま た, Au_x / 3 t と electrode と の contact resistance numerical は, こ れ ま で に don't の gimmick を use い て determination さ れ た 3 t の ト ン ネ ル resistance と よ く consistent し た. こ の こ と は, this technique に お い て molecular several degree の コ ン ダ ク タ ン ス が determination may で あ る こ と を shown し て い る. さ ら に, joint の コ ン ダ ク タ ン ス の temperature characteristic か ら see product も ら れ た activeness エ ネ ル ギ ー は, gold ナ ノ particle の ネ ッ ト ワ ー ク tectonic に dependent し て variations change す る こ と を shows し た. The <s:1> れら <s:1> properties を gold ナノ particles <s:1> <s:1> ロ ロ electric charge effect を consider する する とによ とによ and explain the た た. This technique は hiroo く 応 may use が で あ り, now, the light straight against 応 を shown す molecules (ジ ア リ ー ル エ テ ン inductor) で modified し た gold ナ ノ particle の electric 気 伝 guide を determined し て い る. そ の he, organic エ レ ク ト ロ ル ミ ネ ッ セ ン ス element child material で あ る Alq_3 を containing ん だ element child で は, そ の features が Alq_3 layer の match to the strong points and extremely に く dependent す る こ と を shows し て い る.

项目成果

変位電流評価法によるα-NPD/Alq_3界面の蓄積電荷量の測定

使用位移电流评估方法测量 α-NPD/Alq_3 界面处的累积电荷

• 发表时间: 2007
• 作者: 野口裕;佐藤直樹;田中有弥;中山泰生;石井久夫
• 通讯作者: 石井久夫

Contribution of the metal/SiO2 interface potential to photoinduced switching in molecular single-electron tunneling junctions

金属/SiO2界面电势对分子单电子隧道结光致开关的贡献

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Applied Physics 97
• 作者: H.Shiku;et al.;野口 裕;Yutaka Noguchi;T.Matsue et al.;Yutaka Noguchi
• 通讯作者: Yutaka Noguchi

Fowler-Nordheim Tunneling in Electromigrated Break Junctions with Porphyrin Molecules

卟啉分子电迁移断裂连接中的 Fowler-Nordheim 隧道效应

• 发表时间: 2007
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics 46
• 作者: 三石和貴;竹口雅樹;下条雅幸;田中美代子;古屋一夫;三石和貴;Akito Masuhara;Tsunenobu Onodera;Y.Torisawa et al.;Y.Torisawa et al.;K.Nagamine et al.;S.Kasai et al.;Yutaka Noguchi;T.Saito et al.;Yutaka Noguchi;Y.Torisawa et al.;Yutaka Noguchi
• 通讯作者: Yutaka Noguchi

変位電流評価法による有機EL素子の電荷注入、蓄積、および放出過程の観測

使用位移电流评估方法观察有机EL器件中的电荷注入、积累和释放过程

• 发表时间: 2007
• 作者: H.Shiku;et al.;野口 裕;Yutaka Noguchi;T.Matsue et al.;Yutaka Noguchi;K.Nagamine et al.;野口 裕;S.Kasai et al.;Yutaka Noguchi;Yutaka Noguchi;野口 裕;野口 裕;Yutaka Noguchi;野口 裕;野口 裕
• 通讯作者: 野口 裕

Observation of negative differential resistance and single-electron tunneling in electromigrated break junctions

电迁移断裂结中负微分电阻和单电子隧道效应的观察

• 发表时间: 2008
• 期刊: Thin Solid Films 516
• 作者: Y.Noguchi;R.Ueda;T.Kubota;T Kamikado;S.Yokoyama;and T.Nagase
• 通讯作者: and T.Nagase