走査トンネル顕微鏡による単一分子の振動分光および電気伝導特性の評価

使用扫描隧道显微镜评估单分子的振动光谱和电导特性

基本信息

批准号：
08J00951
负责人：
熊谷崇
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J00951/
关键词：
走査トンネル顕微鏡単一分子振動分光電気伝導

项目摘要

走査トンネル顕微鏡(STM)の分子操作による単分子レベルで制御された高度なモデル構造体の形成と物性評価についてのデモンストレーションを目的として水分子を用いた水素結合系クラスターおよび水-水酸基複合体の形成、水素輸送の実空間観測などを行った。平成22年度中に行った研究成果は原著論文として米科学誌に掲載されている。具体的には単分子レベルで制御されたモデル構造体の形成と評価について金属表面上に吸着した水分子を用いてデモンストレーションを行った。モデル構造体の形成は分子の解離や分子操作を複合的に組み合わせることで行っており、これまでにない高度な系の形成に成功した。特に水-水酸基の一次元水素結合系における水素輸送の直接観測は世界でもこれまでに例を見ない成果であったと考えている。また、今年度は機能性分子を用いたナノ構造体の制御手法について実践的な知識と技術を学ぶためにマックスプランク研究所(ドイツ)への研究滞在を行った。半年の滞在期間中に機能性分子と金属原子による配位結合を用いた超分子化学的な手法によって金属表面に低次元のナノ構造体を形成することに成功した。この手法は分子の自己集合/自己組織化を利用してナノ構造体を形成するものである。そのようなボトムアップ的な物質構築手法はナノサイエンス/テクノロジーの基幹技術として重要なものであると考えている。

使用水分子形成氢键簇和水-羟基复合物，以展示在单分子水平上控制的高级模型结构的形成，并使用扫描隧道显微镜（STM）通过分子操纵评估物理性质，以及对氢传输进行了真实空间观测。 2010年进行的研究成果已作为原创论文发表在美国科学期刊上。具体来说，我们演示了利用金属表面吸附的水分子在单分子水平上控制的模型结构的形成和评估。该模型结构是由分子解离和分子操纵的复杂组合形成的，他们成功地创建了一个前所未有的复杂系统。特别是，我们认为直接观察水和羟基之间的一维氢键体系中的氢传输是世界上前所未有的成就。此外，今年，我在马克斯普朗克研究所（德国）进行了研究，以获得使用功能分子控制纳米结构的实用知识和技术。在我逗留的半年时间里，我利用功能分子和金属原子之间的配位键，利用超分子化学方法成功地在金属表面形成了低维纳米结构。该方法利用分子自组装/自组织形成纳米结构。我们相信这种自下而上的材料构建方法作为纳米科学/技术的核心技术非常重要。