クーロンブロツケードエレクトロンシャトル素子におけるシャトル電流efの観察

摘要

本研究では、クーロンブロツケードエレクトロンシャトル素子の構築を目的とし、走査型トンネル顕微鏡（STM）プローブ/真空/有機分子保護Au微粒子/カンチレバー構造を用いた素子で、エレクトロンシャトル動作の観察を行った。中間電極であるAu微粒子を、物理吸着手法と化学吸着手法にてカンチレバー上に分散したところ、100Kでカンチレバー振動に起因したシャトル電流グを観察した。シャトル電流ダは電子が機械的な振動に伴い1つずつ転送されていることを示唆する。化学吸着されたAu微粒子においては、シャトル電流が安定して観察されるプローブーAu微粒子間の距離が物理吸着されたAu微粒子の約4倍の0.35nmとなった。化学吸着させたAu微粒子と物理吸着させたAu微粒子のSTM/走査型トンネル分光（STS）測定から、シャトル電流の流れ方が異なる理由について検討した。%Coulomb blockade electron shuttle phenomena through Au nanodot have been observed under a nanomechanical vibration of Au nanodot on cantilever that consists of scanning tunneling microscopy probe/vacuum/Au nanodot/alkanedithiol/cantilever. In the probe tunneling current-distance characteristics under the nanomechanical vibration, a constant probe current of ef has been observed as a plateau region, where/is an eigenfreqency of the cantilever. The quantized tunneling current ef is explained as one by one single-electron transport per cycle of operation in nanomechanical Coulomb blockade electron shuttle. The plateau region of chemisorbed Au nanodot is 0.35 nm which is longer than that of physisorbed Au nanodot. We discuss that what difference between chemisorbed Au nanodot and physisorbed Au nanodot effect the results.