研究課題

単一分子磁石・基板の接合界面におけるスピンダイナミクス

研究目的

本グループは、有機分子スピンと分子電流の相互作用の学理追求と、その制御による応用展開を目指す。特に単一分子で磁石の性質を示す、単一分子磁石（SMM）に注目する。磁性金属原子だけでは得られない、分子特有の配位子を利用したスピンを保護・制御する手法を駆使することで、発現が期待される新奇な量子効果の物理化学的な学理探求と、スピンを利用した電気伝導の新しい制御手法の開発を目指す。

領域内での役割と必要性

分子合成A1のグループと共同で新奇分子の開発を進め、世界にここにしかない分子を設計･合成する。それらの分子を用いて表面・界面構造の設計・作製を行い、金属基板から分子へのスピンの注入・輸送を最適化する。その界面制御を用いて、単一分子磁石がスピンの向きを保持できる特性を活かして、分子を用いたスピンバルブ効果を構築、A03、A04との連携を行う。

研究内容

a02-1.jpg超高真空極低温で動作する走査型トンネル顕微鏡（STM）を用いて、高い合成技術をもつA01班メンバーから外部刺激反応型分子、およびフォトクロミック・エレクトロクロミック分子の提供を受け、スピン状態を明らかにし、それが伝導電子と相互作用して生じる磁性抵抗に注目し、その発生機構の学理追求と応用を目指す。世界的に見ても高分解能測定が可能な装置を駆使して、トンネル電流の分光によってスピン状態と伝導特性の相関を解明する。

追加情報

研究課題番号：25110005 科研費データーベースはこちら

メンバー

研究代表者：米田 忠弘（東北大学　多元物質科学研究所　教授）
研究分担者：高岡 毅（東北大学　多元物質科学研究所　講師）
研究分担者：道祖尾 恭之（東北大学　多元物質科学研究所　助教）

Papers List

2018

[21] Coordination Structure Conversion of Protonated Bisporphyrinato Terbium(III) Double-Decker Complexes and Creation of a Kondo Assembly by Electron Injection on Au(111) Surface

Tomoko Inose; Daisuke Tanaka; Jie Liu; Mizu Kajihara; Puneet Mishra; Takuji Ogawa; Tadahiro Komeda
Nanoscale, 10, 19409 - 19417, 2018/09
DOI: 10.1039/C8NR04630A

2017

[20] Assembly and manipulation of adsorbed radical molecules for spin control

T. Komeda
Springer International Publishing: Molecular Architectonics, The Third Stage of Single Molecule Electronics, , 2017

[19] Deposition of an Ultraflat Graphene Oxide Nanosheet on Atomically Flat Substrates

M. Z. H. Khan; S. M. F. Shahed; N. Yuta; T. Komeda
J. Electron. Mater., 1 - 6, 2017
DOI: 10.1007/s11664-017-5327-x

2016

[18] Surface confinement of TbPc2-SMMs: structural, electronic and magnetic properties [重要文献]

E. Moreno Pineda; T. Komeda; K. Katoh; M. Yamashita; M. Ruben
Dalton Trans., 45 , 46, 18417 - 18433, 2016
DOI: 10.1039/c6dt03298b

[17] The Frontier of Molecular Spintronics Based on Multiple-Decker Phthalocyaninato TbIII Single-Molecule Magnets [重要文献]

K. Katoh; T. Komeda; M. Yamashita
The Chemical Record , 16 , 2, 987 - 1016, 2016
DOI: 10.1002/tcr.201500290

[16] DFT calculations on atom-specific electronic properties of G/SiC(0001)

M. Kajihara; T. Suzuki; S. M. F. Shahed; T. Komeda; E. Minamitani; S. Watanabe
Surf. Sci. , 647 , 39 - 44, 2016
DOI: 10.1016/j.susc.2015.12.004

[15] A scanning tunneling microscopy study of the electronic and spin states of bis(phthalocyaninato)terbium(III) (TbPc2) molecules on Ag(111) [重要文献]

F. Ara; Z. K. Qi; J. Hou; T. Komeda; K. Katoh; M. Yamashita
Dalton Trans., 45, 42, 16644 - 16652, 2016
DOI: 10.1039/c6dt01967f

2015

[14] Visualizing Optoelectronic Processes at the Nanoscale

Puneet Mishra; Tadahiro Komeda
ACS Nano, 9, 11, 10540 - 10544, 2015
DOI: 10.1021/acsnano.5b06282

[13] Modulation of the molecular spintronic properties of adsorbed copper corroles

Fan Wu; Jie Liu; Puneet Mishra; Tadahiro Komeda; John Mack; Yi Chang; Nagao Kobayashi; Zhen Shen
Nature Communications, 6, 7547 - 8pages, 2015/6/26
DOI: 10.1038/ncomms8547

2014

[12] Surface temperature dependence on AlN film formation processes induced by supersonic N2 molecular beam

Y. Teraoka; M. Jinno; T. Takaoka; J. R. Harries; R. Okada; Y. Iwai; A. Yoshigoe; T. Komeda
IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems , 134, 4, 524 - 525, 2014
DOI: 10.1541/ieejeiss.134.524

[11] Interaction of gold nanoparticles with a Ti2 film formed on Si(100)

Y. Kakefuda; S. Munakata; K. Edamoto; Y. Igari; T. Komeda
Jpn. J. Appl. Phys., 53, 7, 075002, 2014
DOI: 10.7567/JJAP.53.075002

[10] STM and XPS study of CeO2(111) reduction by atomic hydrogen

Syed Mohammad Fakruddin Shahed; Tomo Hasegawa; Yasuyuki Sainoo; Yoshihide Watanabe; Noritake Isomura; Atsushi Beniya; Hirohito Hirata; Tadahiro Komeda
Surf.Sci, 628, 30 - 35, 2014/10
DOI: 10.1016/j.susc.2014.05.008

[9] Spins of adsorbed molecules investigated by the detection of Kondo resonance

Tadahiro Komeda
Surf.Sci, 630, 343 - 355, 2014/12
DOI: 10.1016/j.susc.2014.07.012

[8] Epitaxial growth of CeO2(111) film on Ru(0001): Scanning tunneling microscopy (STM) and x-ray photoemission spectroscopy (XPS) study

T. Hasegawa; S. M. F. Shahed; Y. Sainoo; A. Beniya; N. Isomura; Y. Watanabe; T. Komeda
J. Chem. Phys, 140, 044711, , 2014/1/30
DOI: 10.1063/1.4849595

[7] Double-decker phthalocyanine complex: Scanning tunneling microscopy study of film formation and spin properties

T. Komeda; K. Katoh; M. Yamashita
Prog. Surf. Sci, 89, 2, 127 - 160, 2014/5
DOI: 10.1016/j.progsurf.2014.03.001

[6] Variation of Kondo Temperature Induced by Molecule-substrate Decoupling in Film Formation of Bis(phthalocyaninato)terbium(III) Molecules on Au(111)

T. Komeda; H. Isshiki; J. Liu; K. Katoh; M. Yamashita
ACS Nano, 8, 5, 4866 - 4875, 2014/4/28
DOI: 10.1021/nn500809v

2013

[5] Tip-enhanced Raman spectroscopy of 4,4′-bipyridine and 4,4′-bipyridine N,N'-dioxide adsorbed on gold thin films

I.I. Rzeźnicka; H. Horino; N. Kikkawa; S. Sakaguchi; A. Morita; S. Takahashi; T. Komeda; H. Fukumura; T. Yamada; M. Kawai
Surf.Sci, 617, 1 - 9, 2013/8/17
DOI: 10.1016/j.susc.2013.08.010

[4] Variation of Kondo peak observed in the assembly of heteroleptic 2,3-naphthalocyaninato phthalocyaninato Tb(III) double-decker complex on Au(111).

Komeda T; Isshiki H; Liu J; Katoh K; Shirakata M; Shirakata M; Yamashita M
ACS Nano, 7, 2, 1092 - 1099, 2013/2/5
DOI: 10.1021/nn304035h

[3] First Observation of a Kondo Resonance for a Stable Neutral Pure Organic Radical, 1,3,5-Triphenyl-6-oxoverdazyl, Adsorbed on the Au(111) Surface

Jie Liu ; Hironari Isshiki; Keiichi Katoh ; Takaumi Morita; Brian, K. Breedlove; Masahiro Yamashita; Tadahiro Komeda
Journal of American Chemicals Society, 135, 2, 651 - 658, 2013/1/29
DOI: 10.1021/ja303510g

[2] Inelastic electron tunneling process for alkanethiol self-assembled monolayers

Noriko Okabayashi; Magnus Paulsson; Tadahiro Komeda
Progress in Surface Science, 88, 1, 1 - 38, 2013/2
DOI: 10.1016/j.progsurf.2012.11.001

[1] Metal Electrode Formation on Organic Film Using Xe-Buffer-Layer-Assisted Deposition for Efficient Measurement of Inelastic Tunneling Spectroscopy

Abdur Rahim; Jie Liu; Syed Mohammad Fakruddin Shahed; Tadahiro Komeda
Applied Physics Express, 6, 10, 105201 - 105204, 2013/9/12
DOI: 10.7567/APEX.6.105201