金属微小接合の溶液内安定形成とコンダクタンス量子化挙動の制御

溶液中金属微结的稳定形成及电导量子化行为的控制

• 批准号: 06J04418
• 负责人: 小西 達也
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J04418/
• 关键词: 金属ナノ接合; 量子化コンダクタンス; 単分子接合; 水素電極反応; 電子線リソグラフィー; 単一分子接合; 表面増強ラマン散乱

電子線リソグラフィーと反応性イオンエッチングを用いて作製したAuナノ電極を用いて、単一分子接合の電気伝導度計測、およびラマンスペクトル計測を行うことを試みた。単一分子接合形成にはMechanical Controllable Break Junctions(MCBJ)法を用いた。本手法は単一分子接合形成法として一般的に用いられる方法で、機械的に金属ナノ接合の接合形成、破断を制御することでナノギャップ電極や単一分子接合を形成する手法である。MCBJ電極は以下のような手順で作製した。厚さ0.8mmのAl基板を陽極酸化し表面に絶縁性の酸化膜(Al_2O_3層)を形成させた。その後、Al_2O_3表面にポリイミド層をスピンコートにより作製した。続いて本基板上に電子線リソグラフィー、法によりAuナノ電極を作製した。最後に反応性イオンエッチングによりポリイミド層を除去することでMCBJ電極とする。単一分子接合は、上記のMCBJ電極を用い、1mM4,4'-ビピリジン水溶液中にて接合形成、破断を繰り返すことで作製した。接合形成、破断過程の電流を測定することで、単一分子接合の電気伝導度を評価した。単一分子接合の伝導度、ラマンスペクトル同時測定は、MCBJ装置を顕微ラマン分光装置に組み込むことで行った。MCBJ法による伝導度測定下において顕微ラマン分光を行うことで、単一分子接合のラマンスペクトルを測定し、単一分子の架橋状態評価を試みた。4,4'-ビピリジン単一分子接合の伝導度、ラマンスペクトル同時測定達成後は、架橋分子種の拡張や電気化学電位制御下における測定、ナノ電極形状依存性についても検討を行った。

Electronic line リ ソ グ ラ フ ィ ー と anti 応 sex イ オ ン エ ッ チ ン グ を with い て cropping し た Au ナ ノ を electrode with い て, 単 a molecular conjugation の electric 気 伝 conductance measuring, お よ び ラ マ ン ス ペ ク ト ル measuring line を う こ と を try み た. Youdaoplaceholder0 one-molecule conjugation forms に に Mechanical, Controllable Break Junctions(MCBJ) method を uses た た. This technique は 単 a molecular conjugation formed と し て general に with い ら れ で る method, mechanical に metal ナ ノ joint の joint formation, breaking を suppression す る こ と で ナ ノ ギ ャ ッ プ electrode や 単 a molecular conjugation を form す る gimmick で あ る. The MCBJ electrode is made by following た ような and で in sequence. A さ0.8mm thick <s:1> Al substrate を anodized cake surface に isolated <s:1> acidified film (Al_2O_3 layer)を formed させた. After そ そ, the にポリ ド ド ド layer on the surface of Al_2O_3 is used to make た. Youdaoplaceholder0 続 て て the に electron wire on this substrate リソグラフィ 続, and the によ Auナノ electrode を is used to fabricating た. Finally に anti 応 sex イ オ ン エ ッ チ ン グ に よ り ポ リ イ ミ ド layer を removed す る こ と で MCBJ electrode と す る. 単 a molecular bonding は, written の MCBJ electrode mm4 を い, 1, 4 '- ビ ピ リ ジ ン in aqueous solution, に て joint formation, breaking を Qiao り return す こ と で cropping し た. The determination of <s:1> current を during the bonding formation and breaking process する とで とで とで, and the evaluation of 単 one-molecule bonding <s:1> electrical conductivity 伝 を 価 た. 単 a molecular conjugation の 伝 conductance, ラ マ ン ス ペ ク ト ル simultaneous determination は and MCBJ device を 顕 micro ラ マ ン spectroscopic device に group み 込 む こ と で line っ た. MCBJ method に よ る 伝 conductance measurement under に お い て 顕 micro ラ マ ン spectral line を う こ と で, 単 a molecular conjugation の ラ マ ン ス ペ ク ト ル し, 単 bridge molecular の を measurement evaluation 価 を try み た. 4, 4 '- ビ ピ リ ジ ン 単 a molecular conjugation の 伝 conductance, ラ マ ン ス ペ ク ト ル after simultaneous determination to achieve は, bridging molecules の company, zhang や electromagnetic 気 chemical potential under the system of imperial に お け る determination, ナ ノ electrode shape dependence に つ い て も 検 line for を っ た.

项目成果

Conductance characteristics of ferromagnetic metal nano constrictions in solution

溶液中铁磁金属纳米收缩的电导特性

• 发表时间: 2007
• 作者: D.;Nordlund;H.;Ogasawara;H.;Bluhm;O.;Takahashi;M.;Odelius;M.;Nagasono;L.;G.;M.;Pettersson;A. Nilsson;小西達也
• 通讯作者: 小西達也

Fabrication of atomic size ferromagnetic metal contact in solution

溶液中原子尺寸铁磁金属接触的制造

• 发表时间: 2007
• 作者: 柴山智幸;国枝正典;小西達也
• 通讯作者: 小西達也

Auナノギャップに架橋した単分子の電気伝導度およびラマンスペクトル同時測定の試み

尝试同时测量金纳米间隙中桥接的单分子的电导率和拉曼光谱

• 发表时间: 2007
• 作者: Kosugi T;Kawahara K.;Tatsuya Konishi;Kunio Hashimoto;Manabu Kiguchi;橋本 邦男;小西 達也;木口 学;木口 学;T.Konishi;T.Konishi;小西達也;小西達也;小西達也;Tatsuya Konishi;小西 達也;小西 達也;小西 達也;小西 達也;小西 達也;小西 達也;小西 達也;小西 達也;小西 達也;小西 達也
• 通讯作者: 小西 達也

Conductance of the single molecular junction with distinct anchoring groups

具有不同锚定基团的单分子连接的电导

• 发表时间: 2008
• 作者: Kosugi T;Kawahara K.;Tatsuya Konishi;Kunio Hashimoto;Manabu Kiguchi;橋本 邦男;小西 達也;木口 学;木口 学;T.Konishi;T.Konishi;小西達也;小西達也;小西達也;Tatsuya Konishi
• 通讯作者: Tatsuya Konishi

異なる金属分子結合部位を有する非対称単一分子接合の電気伝導度測定

具有不同金属分子结合位点的不对称单分子结的电导率测量

• 发表时间: 2008
• 作者: Kosugi T;Kawahara K.;Tatsuya Konishi;Kunio Hashimoto;Manabu Kiguchi;橋本 邦男;小西 達也;木口 学;木口 学;T.Konishi;T.Konishi;小西達也;小西達也;小西達也;Tatsuya Konishi;小西 達也
• 通讯作者: 小西 達也