平成 14 ～ 18 年度科学研究費（学術創成研究費）高度界面制御有機・無機複合構造による量子物性の発現と応用

平成14～18年度科学研究費（学術創成研究費）高度界面制御有機・無機複合構造による量子物性の発現と応用平成14～18年度科学研究費（学術創成研究費）高度界面制御有機・無機複合構造による量子物性の発現と応用研究代表者斉木幸一朗（東大新領域）研究分担者青木　秀夫（東大理物理）島田　敏宏（東大理化学）上野　啓司（埼大理化学）佐々木岳彦（東大新領域） (H16-)有田亮太郎（東大理物理）研究協力者中村　榮一（東大理化学）西原　寛（東大理化学）木口　学＊（北大理化学）＊H14-15 研究分担者

① へテロ界面の構造制御と電子状態 選択的プローブ，第一原理計算，… ② 有機薄膜の重合と高分子強磁性有機2次元ネットワーク，平坦バンド強磁性，… ③ 有機 / 無機へテロ接合が発現する量子物性 FET構造電荷注入，光物性，界面超伝導，… 研究の背景と目的 “ヘテロ”界面に特有な物性の探索半導体へテロ界面金属へテロ界面酸化物へテロ界面従来のヘテロ界面（物質群共通）絶縁物 / 金属有機物 / 金属 = 本研究の対象（実験）ヘテロ界面作製，界面選択性プローブ（理論）第一原理計算，多体効果実験と理論の協奏高度な界面作製/制御技術相関設計/制御多様物質系ヘテロ成長共有結合，イオン結合分子性結合，金属結合電子相関理論超伝導，光学非線形

①　へテロ界面の構造制御と電子状態 MIGS- 無機絶縁体/金属界面に特有な電子状態実験　　　　　→　　理論 alkali halide / Cu, Ag の　初めてのエピ成長元素選択性プローブ　 NEXAFS 第一原理計算界面１原子層の MIGS を再現 MIGS（金属誘起ギャップ状態）半導体 / 金属では確立侵入長∝1/EG insulator 絶縁体では　<<1Å? 未解決の問題

①へテロ界面の構造制御と電子状態 ＭＩＧＳの展開実空間位置有機薄膜 / 金属界面　実験　 C44H90 (TTC) / Cu (100) NEXAFS 　第一原理計算 (C2H2)n / Cu, Ni (100) 物性予測励起子機構超伝導探索のモデル系 LiCl on Cu(100) MIGS STM / STS cf. NEXAFS MIGS = anion 位置に振幅 Kuroki-Aoki model

①へテロ界面の構造制御と電子状態 anion cation O　　交互供給Mg 極性面第一原理計算1－3層の超薄膜でも極性面，　表面層は金属　期待される物性　超活性表面，2次元金属層不安定で一般には実現困難 MgO, CoO / Ag (111) 極性面強磁性の可能性有機極性面　　　　↓ (＜10 層)極性面安定化！D (EF）: nonzero 5.5 D Bucky ferrocene （東大理　中村研　合成）

②　有機薄膜の重合と高分子強磁性 平坦バンド強磁性理論　　　　　　→　　　　　実験　　　　平坦バンド強磁性 in 奇数員環鎖合成実験（東大理化学　西原研との共同研究）PAT（N,N-ジメチルアミノトリアゾール）モノマー合成：成功ポリマー化：試行中N,N-ジメチルアミノピロール：電解重合に成功設計物質(PAT) (Arita et al) 強磁性転移温度 Tc～ 90K

②有機薄膜の重合と高分子強磁性 C60 in O2 Laser 照射電界誘起重合重合と強磁性 C60薄膜の重合強磁性，高 mobility の期待光＋電場の協奏による重合の促進（速度定数　103増大）炭素系特異磁性C60+O2+laser，H2C6H6 + Pt (111) (graphene) FET mobility の向上表面分析＋ in situカー効果測定による発現機構の解明電界誘起重合体の磁性の探索電流誘起重合，反応位置制御

A anode cathode Ta Ta 0.0002 M KIaq ③　有機 / 無機へテロ接合が発現する量子物性電界効果電荷注入過程の解明電界効果トランジスタ (FET) 空乏層，蓄積層の厚さ評価　超薄膜状態（１分子層） FET 　過渡現象　→　伝導機構 In-situ 測定装置超薄膜FET FET 断面 KFM 測定　界面電荷分布 High-k ゲート絶縁膜 ( 陽極酸化Ta2O5 ) C601分子あたり0.25個 KFM測定装置 FET on Ta2O5

今後の計画・展望 異質なヘテロ界面の電子状態の実験的・理論的解明新分野創成の基礎

研究成果報告書report 29項目原稿完成（カラー）全80ページ１０月中配布予定

主要購入装置（500万円以上）

平成 14 ～ 18 年度科学研究費（学術創成研究費） 高度界面制御有機・無機複合構造による 量子物性の発現と応用