ナノ粒子超格子の電気的・電子的、輸送現象特性の研究

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当講座に設置してある20K〜室温までの温度可変型電気伝導度測定装置を使用して3種の配位子(メルカプトコハク酸:MSA、グルタチオン還元型:GTR、メルカプトプロピオニルグリシン:MPG)を持つ金ナノ粒子の薄膜、超格子集積体の電気伝導度測定を行った。電気抵抗率算出に必要な試料の形状寸法測定はKeyence VK 8500型レーザー顕微鏡により行い、4端子測定はJanis Research Model CS22-4LF-0-CX Micro-Manipulated Probe Stationを用いた。温度制御はclosed cycle refrigerator(CCR)により10-4Paの真空下18Kから室温までとした。電気計測は試料が有機単分子層をシェルとして持つナノ結晶のため、nAまで精密制御できるKeithley 2400 SourceMeterとKeithley 2000 digital multimeterの組み合わせで行った。計測制御はLABVIEW 8 softwareを用いた。3種の異なるサイズのAu-MPG薄膜試料での測定結果を国際誌、Langmuirに2009年1月号に発表した。他方Au-MSA薄膜の測定はアメリカ物理学会誌、J.Chenical Physics誌の11月号に掲載された。いずれもこれまで報告されていたものとは全く異なる電導度の温度依存性を示し、この試料が極めて特異な電子状態にあることを示した。JCP誌では低温部での金属的な挙動から温度因子αを求め、これがナノ粒子の格子ソフトニングに基づくものであることをそのサイズ依存性から説明した。電気伝導度測定より格子ソフトニングをサイズの関数として見いだした初めての実験となった。現在超格子系での伝導度の論文を投稿準備中である。