多座チオール配位子空間に閉じ込められた微細金ナノ粒子の特異電子・光物性

限制在多齿硫醇配体空间中的细金纳米粒子的特定电子和光学性质

基本信息

批准号：
18033007
负责人：
寺西利治
金额：
$ 2.18万
依托单位：
University of Tsukuba
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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

静電容量の小さい粒径2nm以下の金属ナノ粒子では、室温でのクーロンブロッケード現象が発現するため、ナノ粒子が空間規則配列した一次元・二次元超格子は、単電子トンネル効果を利用したナノ電子デバイスへと展開できる。本研究では、配位子殻厚さの劇的な減少および伝導パスへのπ電子雲垂直挿入を実現するため、ポルフィリン環を金ナノ粒子表面に平行に配位させた系について検討した。ポルフィリン誘導体を設計・合成後、クエン酸保護Auナノ粒子との配位子交換反応により、ポルフィリン誘導体Auナノ粒子を合成した。ポルフィリン誘導体Auナノ粒子のUV-visスペクトルがら、ポルフィリン環のSoret帯のモル吸光係数が配位子単独の1/5〜1/15に減少し、ピーク位置がわずかに長波長シフトした。さらに、ポルフィリン環-金表面間距離がポルフィリンの電子構造や構造に影響を及ぼすことを明らかにした。微細Auナノ粒子の電子物性として、Au-TiをコートしたSiO_2カンチレバー上に作製した微細Auナノ粒子超格子を86MHzで振動させることにより、ナノ粒子を通しカンチレバー-STMプローブ間で単電子輸送ができることを実証するとともに、単電子トンネルデバイス作製に向け、EBリソグラフィーと無電解金メッキ法を併用することで5nmギャップ金電極の作製に成功した。さらに、チオール配位子で安定化されたAu_<25>クラスターの耐エッチング性が極めて高いことを実証し、表面金原子がすべてチオールと結合していることを明らかにした。

具有2nm或更小的小电容的金属纳米颗粒将在室温下表现出库仑封锁，因此一维和二维超晶格可以在空间上将纳米颗粒排列到利用单电子隧道效应的纳米电子设备中。在这项研究中，我们研究了一个系统，在该系统中，卟啉环与金纳米颗粒表面平行的配位，以实现配体壳厚度的显着降低，并且π电子云垂直插入到传导路径中。在设计和合成卟啉衍生物后，通过与柠檬酸保护的Au纳米颗粒合成卟啉衍生物Au纳米颗粒。卟啉衍生物Au纳米颗粒的UV-VIS光谱表明，单独使用配体的卟啉环的SORET带的摩尔灭绝系数被降低至1/5至1/15，并且峰位置移动了略长的波长。此外，揭示了卟啉环和金表面之间的距离会影响卟啉的电子结构和结构。作为精细Au纳米颗粒的电子特性，我们证明了在Au-Ti涂层的SIO_2悬臂上振动的精细AU纳米颗粒超晶格在86MHz处振动，从而使悬臂和STM探针通过Nanoparticles之间的单个电子传输允许。此外，我们通过使用EB光刻和电气镀金方法成功制造了5nm间隙金电极，以准备制造单电子隧道设备。此外，我们证明了硫醇配体稳定的Au_ <25>簇具有极高的蚀刻抗性，表明所有表面金原子都与硫醇结合。

项目成果

期刊论文数量（19）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

微細金ナノ粒子超格子の創製戦略とナノ電子デバイス応用

细金纳米颗粒超晶格的制备策略及其在纳米电子器件中的应用

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
真空 51
影响因子：
0
作者：
寺西利治;金原正幸
通讯作者：
金原正幸

Unique Electronic and Optical Properties of Small Gold Nanopartocles Confined in Multidentate Thiolate Space

限制在多齿硫醇盐空间中的小金纳米颗粒的独特电子和光学性质

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
寺西;利治
通讯作者：
利治

One by Ono Single-Electron Transport in Nanomechanical Coulomb Blockade Shuttle

Ono 的一项纳米机械库仑封锁航天飞机中的单电子输运

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Appl. Phys. Lett. 91
影响因子：
0
作者：
T. Teranishi;Y. Majima et al.
通讯作者：
Y. Majima et al.

Simultaneous fabrication of nanogap gold electrodes by electroless gold plating using a common medical liquid

DOI：
10.1063/1.2805035
发表时间：
2007-11-12
期刊：
APPLIED PHYSICS LETTERS
影响因子：
4
作者：
Yasutake, Yuhsuke;Kono, Keijiro;Majima, Yutaka
通讯作者：
Majima, Yutaka

金属ナノ粒子の一次・二次構造制御と物性

金属纳米粒子的一级/二级结构控制和物理性质

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Electrochemistry (印刷中)
影响因子：
0
作者：
N.Kodo;M.Kurhara;M.Yamada;M.Miyake;M.Nishijima;T.Ohsuna;F.Mizukami;M.Sakamoto;Y.Azuma et al.;寺西利治
通讯作者：
寺西利治