単一分子の光化学反応とナノケミストリの開拓

单分子光化学反应和纳米化学的发展

基本信息

批准号：
16710065
负责人：
一杉太郎
金额：
$ 2.5万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16710065/
关键词：
走査型トンネル顕微鏡ナノケミストリスピン偏極 Nb探針 FIM STM C60 フラーレン

项目摘要

本年度は単一分子の物性を知る方法としてスピン偏極走査型トンネル顕微鏡(STM)の開発に取り組んだ。この装置の特徴は、超伝導性を示す物質をSTM探針として用いることである。この超伝導状態の探針を表面の構造や分子に近づけ、トンネルスペクトルを測定することにより、スピン偏極率を求めることができる。一般に、スピン偏極STMは磁性探針を用いるため、表面の磁化の向きに関する情報が得られるが、スピン偏極率を求めることができない。しかし、この超伝導探針を用いたSTMは局所的にスピン偏極率を測定することができるという大きな特徴を有している。これまで、この装置の開発に成功したグループは無い。本研究課題において今年度、Nbのワイアをケミカルエッチングして高分解能のSTM探針を得ることに成功した。我々のアプローチの独創的な点は、Nb探針先端の酸化物を除去する方法として電界イオン顕微鏡(FIM)を用いたことである。これにより、STM探針の表面にNbが出ている状態に調製することが可能となった。この成果により、今後トンネルスペクトルの信頼性が飛躍的に向上し、より正確なスピン偏極率を求めることが可能となる。さらに、STM探針としては原子分解能を有することが必要である。我々はこのNb探針を用いてSi(111)7x7表面の原子像を得ることに成功し、空間分解能の点でも優れていることを実証した。今後、得られた探針を低温環境下に置き、スピン偏極率の計測を試みる予定である。

今年，我们致力于开发自旋偏振扫描隧道显微镜 (STM)，作为了解单分子物理性质的方法。该装置的特点是使用具有超导性的材料作为STM探针。自旋极化可以通过使超导探针靠近表面结构或分子并测量隧道光谱来确定。通常，自旋极化STM使用磁探针，因此可以获得表面磁化方向的信息，但无法确定自旋极化率。然而，使用这种超导探针的STM具有能够局部测量自旋极化的显着特点。迄今为止，还没有任何团队成功开发出这种设备。在这个研究项目中，我们今年成功地通过化学蚀刻铌线获得了高分辨率的STM探针。我们方法的独创性在于我们使用场离子显微镜（FIM）作为去除铌尖端处氧化物的方法。由此，能够准备Nb露出于STM探针的表面的状态。这一结果将极大地提高未来隧道光谱的可靠性，使得获得更准确的自旋极化成为可能。此外，STM 探针必须具有原子分辨率。我们使用该 Nb 探针成功获得了 Si(111)7x7 表面的原子图像，并证明其具有出色的空间分辨率。未来，我们计划将获得的探针置于低温环境中并尝试测量自旋极化。