半導体テクノロジーと分子エレクトロニクスの融合 ～シリコン電極で挟んだナノスケール分子スイッチの実現と電気特性の画像化～

2015/10/06

筑波大学 数理物質系　重川秀実教授の研究グループは、走査トンネル顕微鏡（STM）の技術を駆使し、二つのシリコン電極で挟んだ分子の構造を精密に制御して、分子を流れる電流が変化する様子を測定し画像化する技術を開発しました。また、同技術を用いることで、分子を伸縮させると電流値が急峻に変化する分子スイッチを実現しました。

本研究では、シリコン(Si)基板を片側の電極として孤立した状態で分子を吸着させ、もう一方の電極であるSTM探針にもSiを用い、STMの技術を利用して、Si/単一分子/Siの構造を作製しました。しかも、分子を3次元（3D）的に安定させて自由に、しかも非常に精密に制御する技術を用いて測定を進めた結果、分子スイッチとして働くことが確認されました。

Siと分子機能の組合せは、半導体テクノロジーと分子エレクトロニクスを融合させる新たな展開に向けたブレークスルーとなります。

図　3Dダイナミック計測STMの模式図と位置制御シーケンス。TipがSTM探針、substrateがSi基板電極。