ＪＳＴ目的基礎研究事業の一環として、東北大学多元物質科学研究所の米田 忠弘　教授らは、分子膜に電流が流れることで誘起される分子振動を計測する手法を用いて、分子を流れる電流の伝導経路についての知見が得られることを明らかにしました。

現在、分子エレクトロニクスの研究分野では微細化が進み、少数の分子に流れる電流を情報の単位として用いようとする研究が盛んに行われています。分子の長さ程度のギャップを持つ電極が作成され、少数の分子を橋架けした状態での電気伝導測定が行われています。分子の多彩な構造・電子状態・修飾部位の付加などの特徴を生かした特性が期待されています。しかし多くの基礎的な理解がなされておらず、例えば分子の骨格に沿って電流は流れるのか、という素朴な質問にも明確な答えを見つけることはできませんでした。

本研究では、アルカンチオール自己組織化膜注１）と呼ばれるほぼ直線の骨格を持つ分子が表面に整列した試料を選び、分子の一方の端は大きな金電極に、他の端はトンネル顕微鏡の探針を用いた１原子単位の微小電極に接合したデバイスを作りました。その間に流れる電流の精密計測と計算シミュレーションを組み合わせて、伝導経路の解析に成功しました。電流は分子骨格に沿って流れるだけでなく、分子から分子に飛び移るパスを持っていることでうまく現象が説明されました。これは分子エレクトロニクスの基礎となる伝導経路について明確な検証を行った最初の研究と考えられます。

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