有機分子のSTM観測・凝集構造シミュレーションおよびトンネル物性に関する研究

STM观测、聚集结构模拟、有机分子隧道特性研究

基本信息

批准号：
06236212
负责人：
松重和美
金额：
$ 1.47万
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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、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、および極性有機分子の凝集構造形成に対する電気的相互作用の寄与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。また、真空低温型STM装置の試作にも取り組んだ。得られた主な成果は以下の通りである。まず、HOPG等の基板上のn-パラフィン系試料蒸着膜の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データを集積した。その結果、n-パラフィン(C_<33>H_<68>)の基板上での核形成、成長し、および二次元結晶への成長過程に関する原子・分子レベルで解明する糸口が得られた。また、基板結晶とのエピタクシャル成長に関する情報も得られた。次に、極性有機分子における凝集構造形成に対する電気的相互作用の寄与の解明を試みた。具体的には、二種類の新規合成有極性試料の蒸着膜の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が大きく影響すること、また分子と基板原子とのエピタクシーも関与することが判明した。更に、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は観測されたSTM像と良い対応を示すことも判明した。また、真空低温型STM装置の試作にも取り組み、真空下で熱絶縁性に優れたSTMセル作製の見通しを得た。更に、有機分子を対象に、電解印可による個別分子制御の可能性、および電子物性計測(トンネルスペクトロスコピー)に関しても検討を行った。

今年，我们将通过直接观察各种有机分子（超薄膜）的聚集结构，阐明有机分子中原子核和晶体结构的形成过程以及电相互作用对极性有机分子聚集结构形成的贡献进行这项研究的主要目的是进行实验。我们还制作了真空低温 STM 设备的原型。得到的主要结果如下。首先，我们对 HOPG 等基板上的正石蜡样品沉积膜进行了 STM 观察，并收集了因沉积条件和基板类型而引起的变化的数据。由此，我们获得了在原子和分子水平上阐明正构烷烃（C_<33>H_<68>）在基底上成核、生长和生长过程并形成二维晶体的线索。还获得了有关使用衬底晶体进行外延生长的信息。接下来，我们试图阐明电相互作用对极性有机分子中聚集结构形成的贡献。具体来说，通过对两种新合成的极性样品的沉积膜进行STM观察，我们发现这些分子的聚集形式很大程度上受到分子内电偶极子之间相互作用的影响，并且分子也发现涉及到衬底原子之间的外延生长。此外，还发现考虑多极-多极相互作用的计算机模拟与观察到的 STM 图像具有良好的对应性。我们还制作了真空低温STM装置的原型，并获得了在真空下生产具有优异隔热性能的STM电池的前景。此外，我们研究了通过电解应用控制单个分子并测量有机分子的电子特性（隧道光谱）的可能性。