界面制御による新規単分子ダイオードの創製及びその電子状態の解明

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本研究の目的は、単分子接合の電子状態の解析法を新たに開拓し、界面構造の差に由来する単分子ダイオードの創出を行うことである。昨年度まで、非対称なアンカー基を持つ4-アミノベンゼンチオール分子の電流-電圧特性計測を行い、分子サイズの小さい共役分子では異なるアンカー基を有していても、整流特性が統計的には発現しないことを報告した。本年度の研究実施計画は新しいダイオードの候補分子を見つけ、その電子状態、整流特性の計測を行うことである。今年度はフラーレン誘導体を用い、単分子伝導度、単分子電流-電圧特性計測を行った。昨年度までに得られた知見から、測定分子には共役系が連続していない、異なるアンカー基を有する分子を用いた。実験の結果、用いた分子の分子接合は整流特性を示すことが明らかになった。昨年度までの研究により、単分子接合は統計的に整流性を示さない場合でも、一つの電流-電圧特性曲線では整流性を発現する場合があることがわかった。今年度用いた分子では統計的に整流特性が確認された。さらに、一方向に整流特性を制御することに成功した。統計的に整流を示さない分子接合で整流特性が確認された場合、その整流特性は電極の非対称性に由来すると考えられ、本研究の異なるアンカー部位によるダイオードといえない。一方で今年度の研究では、統計的に整流を示し、界面構造に起因する整流特性を観測した。このことから、本研究目的である界面構造の差に由来する単分子ダイオードの創出を行うことに成功した。