分子超格子デバイスによるスピントロニクスの探求

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。

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。