{"created":"2023-06-20T13:20:13.755145+00:00","id":235,"links":{},"metadata":{"_buckets":{"deposit":"d5c57eb2-5cd9-4bad-b6be-cbc9d173ac88"},"_deposit":{"created_by":1,"id":"235","owners":[1],"pid":{"revision_id":0,"type":"depid","value":"235"},"status":"published"},"_oai":{"id":"oai:ir.soken.ac.jp:00000235","sets":["2:427:9"]},"author_link":["7876","7874","7875"],"item_1_creator_2":{"attribute_name":"著者名","attribute_type":"creator","attribute_value_mlt":[{"creatorNames":[{"creatorName":"藤木, 聡"}],"nameIdentifiers":[{}]}]},"item_1_creator_3":{"attribute_name":"フリガナ","attribute_type":"creator","attribute_value_mlt":[{"creatorNames":[{"creatorName":"フジキ, サトシ"}],"nameIdentifiers":[{}]}]},"item_1_date_granted_11":{"attribute_name":"学位授与年月日","attribute_value_mlt":[{"subitem_dategranted":"2004-09-30"}]},"item_1_degree_grantor_5":{"attribute_name":"学位授与機関","attribute_value_mlt":[{"subitem_degreegrantor":[{"subitem_degreegrantor_name":"総合研究大学院大学"}]}]},"item_1_degree_name_6":{"attribute_name":"学位名","attribute_value_mlt":[{"subitem_degreename":"博士（理学）"}]},"item_1_description_12":{"attribute_name":"要旨","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"　　金属内包フラーレン（M@C<SUB>n</SUB>：M＝金属原子）は、金属原子をフラーレン分子に内包した分子構造をとり、金属原子からフラーレンケージに電子の移動が生じているため、金属原子の種類を変えることで、M@C<SUB>n</SUB>の電子状態を制御することができる。さらに、内包された金属原子は、フラーレンケージの中心からずれた位置に存在するので、M@C<SUB>n</SUB>分子は電気双極子モーメントを有している。また、M@C<SUB>n</SUB>は直径が～1nmの巨大な球状分子であるため、ナノメータサイズでの観察や制御が比較的容易である。このような特性から、M@C<SUB>n</SUB>は、電界効果デバイスや、双極子の配向を利用したメモリを、ナノスケールで作製するための材料としての期待が持たれている。しかしながら、M@C<SUB>n</SUB>の分子デバイスを作製するために重要な、半導体基板への吸着状態や薄膜成長に関するナノスケールの研究は、ほとんど行なわれていない。\n　　走査トンネル顕微鏡（STM）は、非常に鋭く尖らせた探針を試料表面から1nm程度に保持して、試料表面を原子レベルの空間分解能で観察できる顕微鏡である。また、観察している表面の局所的な電子状態を調べることも可能であり、これは走査トンネル分光法（STS）と呼ばれる。これまでに、STM/STSを用いた金属や半導体表面に対する研究から、試料表面の構造、電子状態、気体や有機分子の試料表面への吸着、薄膜成長過程などが明らかにされている。\n　　このように、STMを用いることで、試料表面上でのM@C<SUB>n</SUB>分子の構造や電子状態を、ナノスケールで明らかにすることができる。本研究では、M@C<SUB>n</SUB>の中で最も効率良く精製・分離できるM@C<SUB>82</SUB>をSi(111)-(7×7)清浄表面上に蒸着して、STMイメージから、M@C<SUB>82</SUB>の吸着状態と膜成長過程を明らかにした。また、STSによってM@C<SUB>82</SUB>の局所電子状態を調べ、半導体的特性を明らかにした。とくに、これまで精製・分離が困難であるため、ほとんど研究が行われていないマイナー異性体の電子状態を初めて明らかにした。\n　　M@C<SUB>82</SUB>はSi(111)-(7×7)清浄表面のレストアトム上に高確率（～70％）で吸着したが、分子の配列は規則性がなくランダムであった。一方、一分子層以下の吸着においては、基板を200℃まで過熱してもSTM像に変化は見られず、M@C<SUB>82</SUB>は表面上に固定されたままであった。また、M@C<SUB>82</SUB>分子は第一層が完全に形成されるまでは、第二層の形成は観察されないことから、分子と基板の相互作用が強いことがわかる。さらに、第一層のM@C<SUB>82</SUB>分子では内部構造が観察されたことから、分子の運動が室温においても凍結していることがわかった。STMにより第一層と第二層に蒸着されたM@C<SUB>82</SUB>分子の高さを評価し、M@C<SUB>82</SUB>の吸着様式が、第一層ではSiのdangling bondと共有結合を形成する化学吸着であり、第二層以上ではSi表面からの影響はほとんどなくなり、分子間のvan der Waals力が支配的となることを明らかにした。さらに吸着量を増やしていくと、二次元的に層形成された第一層の上に三次元的な島が形成されるStranski-Krastanov様式の結晶成長が見いだされた。\n　　この三次元的な島は、基板を200℃で加熱すると最密充填構造を形成することが明らかになった。最密充填構造をとる領域は、加熱時間の増加と共に広がり、最終的には100nm<SUP>2</SUP>以上の大きさとなる。また、最密充填構造を形成するM@C<SUB>82</SUB>は、STM観察時の電子注入によってポリマー化することがわかった。一方、500℃で加熱すると、Siと共有結合している第一層の分子を残してM@C<SUB>82</SUB>は昇華することを見いだされた。これらは、第二層以上では、分子の吸着過程を基板温度により制御することによって、M@C<SUB>82</SUB>の積層状態をコントロールできる可能性を示唆している。\n　　STS測定をM@C<SUB>82</SUB>のメジャー異性体だけでなく、マイナー異性体に対しても行なった。メジャー異性体およびマイナー異性体の最高被占有軌道（HOMO）-最低空軌道（LUMO）ギャップは、それぞれ～0.7および～1.0eVであり、両者とも微少ギャップ半導体であることを明らかにした。メジャー異性体のHOMO-LUMOgapが、マイナー異性体の値よりも小さい値を示しており、これは、薄膜の電気抵抗率測定から評価したエネルギーギャップEgでも同様の傾向[1]が見られている。さらに、STSから評価したHOMO-LUMOgapの大きさは、紫外線光電子分光（UPS）から求めたEg［2］の2倍程度の値である。この原因として、光電子分光法では、HOMOからフェルミ準位までのエネルギー差をEgとして評価している可能性がある\n\n[1] Y. Rikiishi, Y. Kubozono, T. Hosokawa, K. Shibata, Y.Haruyama, Y. Takabayashi, A. Fujiwara, S. Kobayashi, S. Mori, and Y. Iwasa, J. Phys. Chem. 108, 7580 (2004).\n\n[2] S. Hino, H. Takahashi, K. Iwasaki, K. Matsumoto, T. Miyazaki, S. Hasagawa, K. Kikuchi, and Y. Achiba, Phys. Rev. Lett. 71, 4261 (1993).","subitem_description_type":"Other"}]},"item_1_description_18":{"attribute_name":"フォーマット","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"application/pdf","subitem_description_type":"Other"}]},"item_1_description_7":{"attribute_name":"学位記番号","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"総研大甲第798号","subitem_description_type":"Other"}]},"item_1_select_14":{"attribute_name":"所蔵","attribute_value_mlt":[{"subitem_select_item":"有"}]},"item_1_select_8":{"attribute_name":"研究科","attribute_value_mlt":[{"subitem_select_item":"物理科学研究科"}]},"item_1_select_9":{"attribute_name":"専攻","attribute_value_mlt":[{"subitem_select_item":"07 構造分子科学専攻"}]},"item_1_text_10":{"attribute_name":"学位授与年度","attribute_value_mlt":[{"subitem_text_value":"2004"}]},"item_creator":{"attribute_name":"著者","attribute_type":"creator","attribute_value_mlt":[{"creatorNames":[{"creatorName":"FUJIKI, Satoshi","creatorNameLang":"en"}],"nameIdentifiers":[{}]}]},"item_files":{"attribute_name":"ファイル情報","attribute_type":"file","attribute_value_mlt":[{"accessrole":"open_date","date":[{"dateType":"Available","dateValue":"2016-02-17"}],"displaytype":"simple","filename":"甲798_要旨.pdf","filesize":[{"value":"319.9 kB"}],"format":"application/pdf","licensetype":"license_11","mimetype":"application/pdf","url":{"label":"要旨・審査要旨 / Abstract, Screening Result","url":"https://ir.soken.ac.jp/record/235/files/甲798_要旨.pdf"},"version_id":"89fdb6a3-9361-493a-a766-c02ede0597c3"}]},"item_language":{"attribute_name":"言語","attribute_value_mlt":[{"subitem_language":"eng"}]},"item_resource_type":{"attribute_name":"資源タイプ","attribute_value_mlt":[{"resourcetype":"thesis","resourceuri":"http://purl.org/coar/resource_type/c_46ec"}]},"item_title":"Scanning Tunneling Microscopy and Spectroscopy Studies of Endohedral Metallofullerenes on Well-defined Si Surface","item_titles":{"attribute_name":"タイトル","attribute_value_mlt":[{"subitem_title":"Scanning Tunneling Microscopy and Spectroscopy Studies of Endohedral Metallofullerenes on Well-defined Si Surface"},{"subitem_title":"Scanning Tunneling Microscopy and Spectroscopy Studies of Endohedral Metallofullerenes on Well-defined Si Surface","subitem_title_language":"en"}]},"item_type_id":"1","owner":"1","path":["9"],"pubdate":{"attribute_name":"公開日","attribute_value":"2010-02-22"},"publish_date":"2010-02-22","publish_status":"0","recid":"235","relation_version_is_last":true,"title":["Scanning Tunneling Microscopy and Spectroscopy Studies of Endohedral Metallofullerenes on Well-defined Si Surface"],"weko_creator_id":"1","weko_shared_id":1},"updated":"2023-06-20T14:58:37.482612+00:00"}