単一分子分光により規定した単分子接合の新規物性探索

寻找单分子光谱定义的单分子连接的新物理性质

基本信息

批准号：
12J09233
负责人：
金子哲
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、以下の二点を主な目的としている。1. 単分子接合特有の物性の探求2. 単分子接合の物性の分光法による特徴付け昨年度の研究成果より非共有電子対を持つπ共役系を含んだ分子接合が特異な物性を発現することが示唆された。平成25年度では単分子接合特有の物性探索として、銅一窒素系に着目して研究を開始した。極低温、窒素雰囲気下においてMechanically controllable break junction法により銅ナノ接合の物性の評価を行った。結果、単体では単原子鎖が形成されにくい銅原子において、銅原子と窒素分子と複合系を作ることによって、銅単原子鎖を作製することに成功した。次に単分子接合に固有な現象の開拓の一環として、ナノギャップ間におけるプラズモンによる光増強効果に着目して研究を展開した。モデル系として金ナノ粒子を基板上に作製する際に形成されるナノギャップを利用し、二次元系においてナノギャップで引き起こされる光学反応の探索を行った。結果、エポキシ樹脂の光重合反応を観測することに成功した。現在、金ナノ粒子を作製し、気体分子光開裂反応やハロゲン化アルキルの光還元反応を試みている。分光法に関しては本研究では新たな手法として単分子接合のノイズ計測の確立を目指している。昨年度までの研究により単分子接合の機械的な安定性が重要であることが示唆されたため、本年度は安定な単分子接合が作製することができる微細加工電極で電気伝導測定ができるように、計測システムの作製を行なった。現在、金単原子接合の作製に成功し、分光計測に向けて進展中である。

这项研究的重点是以下两个要点：1。探索单分子连接所独有的物理特性2。通过光谱研究通过光谱研究结果表征单分子连接的物理特性，这表明含有含有π共轭系统的分子连接具有未共享电子对的分子连接表现出独特的物理性质。 2013年，研究开始关注铜氮系统，以搜索单分子连接所特有的物理特性。在极低的温度和氮气大气下，通过机械控制的断裂连接来评估铜纳米结的物理特性。结果，我们通过创建具有铜原子的复杂系统和用于铜原子的氮分子，成功地创建了铜单原子链，在该系统上很难在单个体内形成单原子链。接下来，作为单分子连接固有的现象发展的一部分，进行了研究，重点是纳米胶质之间的等离子的光传感效应。使用当在基板上制造金纳米颗粒作为模型系统时形成的纳米胶质，我们搜索了二维系统中纳米胶质引起的光学反应。结果，我们成功地观察了环氧树脂的光聚合反应。目前，正在生产金纳米颗粒，并尝试用于气体分子的光电反应和烷基卤化物的光递归反应。关于光谱法，本研究旨在建立单分子连接作为一种新方法的噪声测量。直到去年的研究表明，单分子连接的机械稳定性很重要，因此今年我们制造了一个测量系统，以便可以使用可产生稳定的单分子连接的细性电极来测量电导率。目前，金色杂种连接的生产已经成功，目前正在对光谱测量方面取得进展。