分子超格子デバイスによるスピントロニクスの探求

利用分子超晶格器件探索自旋电子学

基本信息

批准号：
10J01624
负责人：
廣芝伸哉
金额：
$ 0.9万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

分子超格子をもちいたスピントロニクスの基礎物性とデバイス特性に関する研究である。本研究では、これまでに、分子層1層レベルでの成長機構を最適化し、異種分子をlayer-by-layerで交互積層した分子超格子の作製に成功していた。本年度の大きな進展は、スピントロニクス応用するうえで重要な、電子構造と光物性を調べ、基礎的な知見とデバイス作製技術をナノスケールで確立したことである。スピンスイッチング特性の大きな磁気抵抗効果を示す動作の原理として、励起子の生成、解離、または発行再結合などの励起子挙動が関与している。励起子挙動に関する知見を得る為に、本研究では高い結晶性膜では励起子拡散長の拡大を確認し、精密な時間分解発光の測定から異種分子界面での励起子ダイナミクスを調査した。その結果、励起子の拡散機構を詳細に解明した。また、デバイスの作製にとって最も重要な、「分子薄膜のナノ構造作製」を目指して、米国ローレンスバークレー国立研究所において、ナノインプリント技術を習得した。その過程で、自己組織化現象を用いたSub-10nm領域でのナノ加工技術によって、分子スケールでのナノデバイス作製技術を確立した。この結果についても、査読論文の共著者として外部発表を行った。以上の2点である。これらの結果は、分子超格子をもちいたスピントロニクスの基礎物性解明につながるだけでなく、分子超格子をもちいたスピントロニクスのデバイス作製技術につながる成果である。

这是一项关于带有分子超级晶格的旋转基质的基本物理特性和设备特性的研究。在这项研究中，我们成功地开发了分子超晶格，其中优化了一个分子层水平的生长机制，并且异源分子交替堆积在逐层。今年的一个重大进展是对电子结构和光学性能的研究，这对于自旋的应用非常重要，并且在纳米级建立了基本知识和设备制造技术。激子行为，例如激子的产生，解离或发行重组，作为一种操作原理，表现出旋转开关特性的磁性效果很大。为了获得有关激子行为的了解，这项研究证实了高晶膜中激子扩散长度的扩展，并通过精确的时间分辨的发射测量来研究异质分子接口处的激子动力学。结果，详细阐明了激子扩散的机制。此外，为了“制造分子薄膜的纳米结构”，这是设备制造中最重要的因素，他在美国劳伦斯·伯克利国家实验室购买了纳米板技术。在此过程中，我们使用自组装现象在亚10nm区域中使用纳米高精度技术建立了一种分子尺度的纳米构造技术。该结果也作为同行评审论文的合着者在外部发表。这是两个点。这些结果不仅导致用分子超晶格阐明了旋转型的基本特性，而且还导致了用于制造具有分子超晶格的旋转型旋转设备的技术。