ハイコンダクタンス単一分子接合に向けた電極―分子界面の創製

创建高电导单分子结的电极-分子界面

基本信息

批准号：
20027009
负责人：
谷口正輝
金额：
$ 3.07万
依托单位：
Osaka 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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

電極-分子カップリングは、電極と分子間の移動積分の大きさと金属の表面状態密度の増加に伴って大きくなると理論的に予測されている。本研究では、当初、この理論予測を検証するため、TTFとTSFを用いて、電極金属をAu、Ag、Cuと変えることにより、単分子コンダクタンスの金属電極存性を調べる予定であった。しかし、これら貴金属上の自己組織化膜の詳細な電子状態評価の結果、AgとCuを電極とする場合には、金属表面の酸化を抑制して分子を接合させることが困難であることが分かった。そこで、本研究では、電極-分子カップリングの電極-分子間の移動積分依存性を調べるため、ベンゼンジチオール(BDT)、アミノベンゼンチオール(ABT)、ジアミノベンゼン(DAB)の3種類の単分子コンダクタンスと単分子接合の寿命を調べた。BDT、ABT、DABの単分子コンダクタンスは、それぞれ、11mG_0、14mG_0、7mG_0(G_0:量子化コンダクタンス)であった。一方、BDT、ABT、DABの単分子接合寿命は、それぞれ、50000s、0.5s、0.2Sであった。単分子接合寿命と金単原子接合寿命から、Au-S、Au-Au、Au-NH_2結合を破断する活性化エネルギーは、それぞれ、1.6eV、1.0eV、0.7eVと見積もられた。大きな電極-分子間の移動積分を持つ結合が、強い結合であることを考えると、電極-分子のカップリングの大きさは、Au-S>Au-Au>Au-NH_2の順になると予測される。しかし、ABTとDABのHOMO-LUMOギャップが、5.60eV、6.35eVと大きく異なるため、単分子コンダクタンスの違いを電極-分子カップリングの違いにのみに帰着することが困難であった。今後は、同程度のHOMO-LUMOギャップを持つ分子系で単分子コンダクタンスと電極-分子カップリングの相関を調べる必要がある。

从理论上讲，电极分子耦合将随着电极和分子之间的转移积分的增加以及金属的表面密度增加而增加。在这项研究中，我们最初计划使用TTF和TSF检查单分子电导的金属电极存活率，以将电极金属更改为Au，Ag和Cu。然而，对这些自我组装膜的详细电子状态评估在贵族金属上表明，当用作电极和电极时，很难抑制金属表面和键分子相互抑制氧化。因此，在这项研究中，为了研究电极分子耦合的电极分子转移整合的依赖性，我们研究了三种单分子电导和单分子连接的寿命：苯二硫代醇（BDT），氨基苯甲酸（ABT）和二氨基苯甲酸（Diaminobenzene（Dabt））。 BDT，ABT和DAB的单分子电导分别为11mg_0、14mg_0和7mg_0（G_0：量化电导）。另一方面，BDT，ABT和DAB的单分子连接寿命分别为50,000，0.5s和0.2s。基于单个分子连接寿命和金色单原子连接寿命，估计破坏Au-S，Au-Au和Au-NH_2键的激活能分别为1.6 eV，1.0 eV和0.7 eV。鉴于具有较大电极分子转移积分的键是强键，因此可以预测电极 - 分子耦合的大小将按AU-S> AU-AU> AU-NH_2的顺序为顺序。但是，由于ABT和DAB之间的同型lumo间隙与5.60 eV和6.35 eV显着不同，因此很难将单分子电导的差异降低到电极分子耦合的差异。将来，有必要研究具有相似同性恋间隙的分子系统中单分子电导与电极分子耦合之间的相关性。

项目成果

期刊论文数量（17）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

光スイッチ分子の単分子電気伝導

光开关分子的单分子电传导

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
片野諭;金有洙;北川敏一;河合真紀;谷口正輝
通讯作者：
谷口正輝

単分子接合の応力破断機構

单分子连接的应力断裂机制

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
真島豊;他、森健彦,長谷川達生(監修);K. Yokota;田原一邦;Arihiro Tawara;M. Tsutsui;田原一邦;俵有央;M. Tsutsui;田原一邦;Arihiro Tawara;北川敏一;筒井真楠
通讯作者：
筒井真楠

Thermodynamic stability of atomic and molecular junctions

原子和分子连接的热力学稳定性

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Williams-Harry;A. Bhaskar;G Ramakrishna;T. Goodson;III;M. Imamura;A. Mawatari;K. Nakao;H. Enozawa. T. Nishinaga. M. Ivoda;Masahiko Iyoda;伊興田正彦;M.Tsutsui;筒井真楠;M. Tsutsui
通讯作者：
M. Tsutsui

単原子・分子接合における電流誘起局所加熱

单原子和分子连接处的电流感应局部加热

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
筒井真楠;庄司昴平;谷口正輝;川合知二;筒井真楠;筒井真楠;谷口正輝;筒井真楠;谷口正輝;横田一道;筒井真楠;谷口正輝;筒井真楠
通讯作者：
筒井真楠

77Kにおける単分子接合の局所加熱

77K 下单分子结的局部加热

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Williams-Harry;A. Bhaskar;G Ramakrishna;T. Goodson;III;M. Imamura;A. Mawatari;K. Nakao;H. Enozawa. T. Nishinaga. M. Ivoda;Masahiko Iyoda;伊興田正彦;M.Tsutsui;筒井真楠
通讯作者：
筒井真楠