有機分子のSTM観測と構造形成要因の解明

有机分子的 STM 观察和结构形成因素的阐明

基本信息

批准号：
05245213
负责人：
松重和美
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、自作の高分解能STMセルを用い、種々の有機分子(超薄膜)の凝集構造の直接観測を行う事により、有機分子における核・結晶構造形成過程の解明を試みることを第一の目的として研究を遂行した。得られた主な成果は以下の通りである。まず標準試料としてn-パラフィン系試料を用い各種基礎実験を行なった。具体的にはHOPG等の基板上の蒸着膜のSTM観測を行い、蒸着条件、基板の種類の違いによる変化などに関する基礎データを集積した。その結果は、n-パラフィン(C_<33>H_<68>)はじつに多様なSTM像を与えること、それらは有機分子が基板上で如何に核を形成し、それが成長し、二次元結晶と成長していくかを示唆するものであり、こうした有機分子の準安定状態にある凝集構造の高分解能STM観測を通して、有機分子の構造形成過程の全容の解明する糸口が得られた。次に、二種類の新規合成有極性試料(DOPPC、DOPCP)の蒸着膜のSTM観測を行った結果、これらの分子の凝集形態は分子内の電気的双極子間の相互作用および分子と基板原子との相互作用によって決定づけられることが判明するとともに、多極子-多極子相互作用を考慮したコンピュータシュミレーションを行い、観測されたSTM像と良い対応を得た。最後に、有機分子超薄膜にSTM探針を利用して、局所的に高電界のパルスを印加することにより分子層にサイズで1nm以下の変形を誘起することが実証され、超高密度分子メモリーの可能性を示唆するデータを得た。

今年，我们的主要目标是尝试通过自制的高分辨率STM单元直接观察各种有机分子（超薄膜）的团聚结构，阐明有机分子中原子核和晶体结构的形成过程。进行了研究。得到的主要结果如下。首先，使用正链烷烃样品作为标准样品进行各种基础实验。具体来说，我们对HOPG等基板上的沉积薄膜进行了STM观察，收集了沉积条件和基板类型变化的基本数据。结果表明，正石蜡（C_<33>H_<68>）可提供多种STM图像，通过高分辨率STM显示有机分子如何在基底上形成核、生长并形成二维晶体。通过观察亚稳态有机分子的聚集结构，我们获得了阐明有机分子整个结构形成过程的线索。接下来，对两种新合成的极性样品（DOPPC和DOPCP）的沉积膜进行STM观察，发现这些分子的聚集形式是由于分子内电偶极子与分子之间的相互作用发现这是由多极-多极相互作用决定的，并进行了考虑多极-多极相互作用的计算机模拟，得到了与观察到的STM图像良好的对应性。最后，证明通过使用STM探针对有机分子超薄膜施加局部高电场脉冲，可以在分子层中诱发尺寸小于1 nm的变形，从而产生超高我们获得的数据表明了密度分子记忆的可能性。