金属単原子ワイヤーの安定形成と電子・スピン伝導スイッチング機能の賦与

金属单原子线的稳定形成并提供电子/自旋传导切换功能

• 批准号: 17750116
• 负责人: 木口 学
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Hokkaido University
• 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 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17750116/
• 关键词: 金属ナノ接合; 量子化コンダクタンス; 電気化学; 金属ナノ結合

今年度は溶液内においてFe,Co,Ni,Pd,Pt,Rh遷移金属のナノ接合を電気化学STMを用いて作製した。その結果、水素発生条件のもとで超高真空、極低温と同様の量子化伝導を観測することに成功した。従来、室温ではこれら遷移金属の量子化伝導を測定した例は少なく、溶液内室温でナノ接合を安定化した意義は大きい。溶液内水素条件では擬似的に超高真空、極低温と同じような環境が実現したものと考えている。特にNi,Pdの場合は単原子ワイヤー形成を示唆する結果が得られた。金属の単原子ワイヤーはこれまでAu,Pt,Irなど一部の金属に限られ、遷移金属の単原子ナノワイヤー作製に成功した例はない。本研究の結果は、溶液内が新たなナノ構造形成の場となりうる事を示している。また昨年度まで作製法を確立した金属ナノ接合を利用して単分子の伝導度計測も今年度は行った。現在、分子エレクトロニクスヘの応用から単分子の伝導特性が注目を集めている。しかし分子の存在、架橋状態が不明、分子と金属の接合部がAu-Sに限定など単分子の伝導特性の研究には課題が多い。今年度、超高真空、極低温において単分子の振動スペクトルと伝導度の同時計測の研究をおこなった。そしてPt電極に架橋した水素、ベンゼンについて架橋状態を規定して単分子の伝導度を決定することに成功した。また溶液内において新たなアンカー部位の探索を目指して単分子伝導計測を行った。電極金属としてよりフェルミ準位の状態密度が高いPt,Ni、末端部位としてNC,NH_2,COOHなどに注目して実験を行った。その結果、Au-CN,Pt-CN,Pt-Sなどの新規接続部位をもつ単分子伝導計測に成功し、特にPt-Sでは従来のAu-Sより1桁高い伝導特性を示すことを明らかにした。

Within our は solution に お い て Fe, Co, Ni, Pd, Pt, Rh migration metal の ナ ノ joint を electric 気 chemical STM を with い て cropping し た. The そ そ results, the conditions for the generation of water, <s:1> とで, ultra-high vacuum, extremely low temperature と, the same <s:1> quantization 伝, を観 measurement, する する とに, and successfully た. 従, room temperature で は こ れ ら migration metal の quantization 伝 guide を determination し た example は less な く, solution at room temperature で ナ ノ joint を stabilization し た meaning は big き い. Conditions of solution in the inland waters, で は quasi similar に ultra high vacuum, extremely low temperature と じ よ う が な environment be now し た も の と exam え て い る. In the case of にNi and Pd, the に 単 atoms ワ ヤ ヤ に form を, and the する result が is られた. Metal の 単 atomic ワ イ ヤ ー は こ れ ま で Au, Pt, Ir な ど a の metal に limit ら れ, migration metal の 単 atomic ナ ノ ワ イ ヤ ー cropping に successful し た example は な い. The <s:1> results of this study る and the formation of が new たなナノ structures in the solution in the <s:1> field とな うる events を show that て て る る る る る. ま た yesterday annual ま で method for を establish し た metal ナ ノ joint を using し て 単 molecular の 伝 conductance measuring line も our は っ た. Now, molecular エ レ ク ト ロ ニ ク ス ヘ の 応 with か ら 単 molecular の 伝 guide features が attention を set め て い る. し か の し molecules exist, が bridge state is unknown, molecular と metal の joints が Au -s に qualified な ど 単 molecular の 伝 guide features の research に が い more は subject. This year, ultra-high vacuum, extremely low temperature にお にお て単 て単 molecular <s:1> vibration スペ ト と伝 と伝 conductivity <e:1> simultaneous measurement <e:1> research をお をお なった なった. そ し て Pt electrode に bridging し た water element, ベ ン ゼ ン に つ い て を bridge state regulations し て 単 molecular の 伝 conductance を decided す る こ と に successful し た. ま た solution within に お い て new た な ア ン カ ー parts の explore を refers し て 単 molecular 伝 guide measuring line を っ た. Electrode metal と し て よ り フ ェ ル ミ quasi high の state density が い Pt, Ni, end parts と し て NC, NH_2, COOH な ど に attention し て be 験 を line っ た. そ の results, the Au - CN, Pt - CN, Pt -s な ど の new rules by 続 parts を も つ 単 molecular 伝 guide measuring に し success, に Pt -s で は 従 to の Au -s よ り 1 girder high い 伝 guide features を shown す こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

Fabrication of Stable Metal Nanowire showing Conductance Quantization in Solution

稳定金属纳米线的制造在溶液中显示电导量子化

• 发表时间: 2007
• 期刊: Surface Science 601
• 作者: Manabu Kiguchi;Shinichi Miura;Kei Murakoshi
• 通讯作者: Kei Murakoshi

Conductance of a single molecule anchored by an isocyanide substituent to gold electrodes

• DOI: 10.1063/1.2392816
• 发表时间: 2006-10
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: M. Kiguchi;S. Miura;K. Hara;M. Sawamura;K. Murakoshi

Growth of nanographite on Pt(111) and its edge state

• DOI: 10.1063/1.2194867
• 发表时间: 2006-04-10
• 期刊: APPLIED PHYSICS LETTERS
• 影响因子: 4
• 作者: Entani, S;Ikeda, S;Ohta, T
• 通讯作者: Ohta, T

Electric conductance of metal nanowires at mechanically controllable break junctions under electrochemical potential control

电化学势控制下机械可控断裂连接处金属纳米线的电导率

• 发表时间: 2007
• 期刊: Surface Science 601
• 作者: Manabu Kiguchi;Nobuo Sekiguchi;Kei Murakoshi
• 通讯作者: Kei Murakoshi

Atomic and Electronic Structures and Properties of Nano Materials on Metal Substrates

金属基底上纳米材料的原子电子结构和性能

• 发表时间: 2007
• 期刊: Bulletin of the Chemical Society of Japan 80
• 作者: S.Masuda;K.Sasaki;M.Sogo;M.Aoki;Y.Morikawa;J. Takeya;木口 学
• 通讯作者: 木口 学