電荷移動型ナノドメインの設計

电荷转移纳米域的设计

基本信息

批准号：
15685008
负责人：
芥川智行
金额：
$ 18.3万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15685008/
关键词：
分子性導体 Langmuir-Blodgett膜両親媒性電荷移動錯体有機半導体超薄膜ナノ構造ナノテクノロジー電荷移動相互作用ナノドットナノリング原子間力顕微鏡ナノワイヤ TTF マクロサイクル

项目摘要

16年度に、有機デバイスへの応用が可能な有機物等のナノ構造、特にナノドットやナノワイヤ構造等の低次元ナノ構造の構築を可能とした。17〜18年度では、ナノドット・ナノワイヤ・ナノリング・2次元ドメイン構造に至る種々の低次元ナノ構造を作製する技術を確立すると同時に、金ナノ粒子や有機半導体ナノドット構造と半導体ナノワイヤ構造が接合した集積化構造の作製に関する検討を行った。Langmuir-Blodgett (LB)法やスピンコート法に代表されるウエット法を用いて、分子の有する自己組織化を利用したナノデバイス構造の作製を試みた。研究対象として用いた分子系は、電気伝導性・超分子化学・界面化学の観点から設計した両親媒性マクロサイクリックbis-TTF分子である。ウエット法を用いて作製した様々な形態の低次元ナノ構造の集積化について検討した。直径13nmの金ナノ粒子とナノワイヤの集積化構造の作製について検討を行った結果、金ナノ粒子は、ナノワイヤの交差点上に配列し、Langmuir-Blodgett法を用いる事で金ナノ粒子の専有面積を自由に制御する事が可能となった。次に、ナノワイヤー金ナノ粒子複合構造から成るLB膜の電気伝導性に関する検討を行った。金ナノ粒子の専有面積の増加に伴い、電気抵抗の温度依存性に変化が見られた。金ナノ粒子の占有面積の増加に伴い、電気抵抗の温度依存性に変化が見られ、金ナノ粒子の基板上での占有面積が2次元パーコレーションの閾値を越えると、その電気伝導度の温度依存性に特異的な挙動が観測された。室温付近では、活性化エネルギーE_a=0.14eV程度のナノワイヤにより支配される半導体的な温度領域が観測されるのに対して、温度の低下に伴いより活性化エネルギーの小さなE_a=0.01eV及びE_a〜0eV程度の伝導領域が出現する事が明らかとなった。低温領域に於ける伝導は、金ナノ粒子間のホッピングとトンネリングによる伝導で支配されていると考えられる。ナノワイヤー金ナノ粒子集積化構造においては、基板面内で少なくとも3種類の伝導パスが存在し、低温においては金ナノ粒子間の量子伝導が出現していると考えられた。

2016年，构建可应用于有机器件的有机材料纳米结构成为可能，特别是纳米点和纳米线结构等低维纳米结构。 2017财年和2018财年，我们将建立各种低维纳米结构的制造技术，包括纳米点、纳米线、纳米环和二维域结构，同时，我们将开发制造各种低维纳米结构的技术，例如纳米点、纳米线、纳米环和二维域结构，同时，我们将开发将金纳米颗粒、有机半导体纳米点结构和半导体纳米线结构相结合的集成技术。结构。我们尝试使用湿法（例如朗缪尔-布洛杰特（LB）法和旋涂法）利用分子自组装来制造纳米器件结构。作为研究对象的分子体系是从导电性、超分子化学和表面化学的角度设计的两亲性大环bis-TTF分子。我们研究了使用湿法制造的各种形式的低维纳米结构的集成。通过研究直径为13 nm的金纳米粒子和纳米线的一体化结构的制备，我们发现金纳米粒子排列在纳米线的交叉点上，并且释放了金纳米粒子的专属区域通过使用 Langmuir-Blodgett 方法，可以控制接下来，我们研究了由纳米线和金纳米颗粒的复合结构组成的 LB 薄膜的电导率。随着金纳米粒子占据的面积增加，观察到电阻的温度依赖性发生变化。随着金纳米粒子占据的面积增加，电阻的温度依赖性发生变化，并且当基底上金纳米粒子占据的面积超过二维渗滤的阈值时，电导率的温度依赖性发生变化。观察到。在室温附近，观察到由纳米线主导的类似半导体的温度区域，其活化能E_a=0.14eV，而随着温度降低，活化能E_a=0.01eV并且E_a~明显出现约0eV的传导区域。低温区域的传导被认为主要是金纳米颗粒之间的跳跃和隧道效应。在纳米线-金纳米颗粒集成结构中，基板平面内存在至少三种类型的传导路径，并且金纳米颗粒之间在低温下出现量子传导。