2025/05/21 更新

写真a

ヨコヤマ　タカシ
横山 崇
Takashi Yokoyama
所属
生命ナノシステム科学研究科 物質システム科学専攻 教授
理学部 理学科
職名
教授
ホームページ
http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~nano/NanoSurface/Welcome.html
プロフィール
松下技研(株)新素材研究所（現 パナソニック(株)先端技術研究所）
科学技術振興事業団（現 国立研究開発法人 科学技術振興機構）ERATO 高柳粒子表面プロジェクト
科学技術庁 金属材料技術研究所（現 物質・材料研究機構）
横浜市立大学総合理学研究科 助教授
を経て、横浜市立大学生命ナノシステム科学研究科 教授
外部リンク

学位

  • 博士(理学) （ 東京工業大学 ）

研究キーワード

  • 表面超分子科学

  • Surface

  • Nanostructure

  • 表面科学

  • ナノ構造科学

研究分野

  • 自然科学一般 / 半導体、光物性、原子物理

  • ナノテク・材料 / 薄膜、表面界面物性

所属学協会

論文

  • Influence of the surface reconstruction on self-assembly of diazaphenalene on Au(111) 査読

    Takashi Yokoyama, Naoka Kondo, Hiroaki Suzuki, Masa-aki Haga, Masaki Kawano

    Surface Science   759   122747 - 122747   2025年9月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier BV  

    DOI： 10.1016/j.susc.2025.122747

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  • Bromination-Enhanced Chiral Interactions for Triphenylamine on Au and Ag(111) 査読

    Hiroaki Ooe, Kazushiro Takasugi, Takashi Yokoyama

    The Journal of Physical Chemistry C   2025年3月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)  

    DOI： 10.1021/acs.jpcc.4c08221

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  • Surface structures of gold epitaxial overlayers grown on Ag(111) 査読

    Takashi Yokoyama, Takuro Aoki

    The Journal of Chemical Physics   162 ( 7 )   2025年2月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AIP Publishing  

    Surface reconstructions and electronic structures of Au thin films formed on the Ag(111) surface have been investigated using low-temperature scanning tunneling microscopy. We find that striped patterns form even at a one-monolayer (ML) coverage of Au on the Ag(111) surface. In contrast to the striped patterns, hexagonal ring structures are observed on the 2 ML Au surface, where four rings are connected in a triangular arrangement as a single unit. The ring patterns disappear above 3 MLs, and the striped patterns reappear.

    DOI： 10.1063/5.0238007

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  • On-surface polymerization reactions of dibrominated hexaphenylbenzene influenced by densely packed self-assembly 査読

    Hiroaki Ooe, Takashi Yokoyama

    Physical Chemistry Chemical Physics   26 ( 17 )   12939 - 12946   2024年

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    担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Royal Society of Chemistry (RSC)  

    This work presents the influence of molecular self-assembly of dibrominated hexaphenylbenzene (Br<sub>2</sub>-HPB) on the on-surface polymerization reactions on Au(111) substrate.

    DOI： 10.1039/d4cp00696h

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  • Two-Step On-Surface Synthesis of One-Dimensional Nanographene Chains 査読

    Hiroaki Ooe, Kaede Ikeda, Takashi Yokoyama

    Journal of Physical Chemistry C   127 ( 16 )   7659 - 7665   2023年4月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Controllable fabrication of low-dimensional graphene structures is a matter of scientific and technological interest. To date, significant efforts have been devoted to the fabrication of nanographene chains as well as nanographenes and graphene nanoribbons. Here, we present the on-surface synthesis of one-dimensional (1D) nanographene chains composed of hexa-peri-hexabenzocoronene (HBC) which is a common type of nanographene. Using dibromo-substituted hexaphenylbenzene (Br2-HPB) as a precursor, the 1D HBC nanographene chains are achieved through two reaction steps, namely polymerization and cyclodehydrogenation, on a Au(111) surface, which have been investigated by low-temperature scanning tunneling microscopy. The Br2-HPB molecules deposited on Au(111) are formed into a chiral selective self-assembled layer, and the following thermal annealing at 200-300 °C induces debromination and sequential polymerization of Br2-HPB, leading to the formation of long 1D HPB chains. In particular, we find that the same length 1D HPB chains are selectively ordered in a side-by-side arrangement. Finally, by annealing at 400 °C, HBC planar nanographenes are achieved through the cyclodehydrogenation process of HPB within the long 1D chains. The maximum length of the obtained 1D HBC nanographene chains reached is about 30 nm.

    DOI： 10.1021/acs.jpcc.3c00373

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  • Adsorption and self-assembly of hexa-tert-butyl-hexa-peri-hexabenzocoronene on the Si(111)-3×3-Ag surface 査読

    Jun Motojima, Naoko Suzuki, Hideyuki Tsukada, Takashi Yokoyama

    Surface Science   713   121905 - 121905   2021年7月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier BV  

    DOI： 10.1016/j.susc.2021.121905

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  • Formation of triangular islands on the Ge(111)-3×3-Ag surface 査読

    Tsutomu Kikuchi, Takashi Yokoyama

    Surface Science   703   2021年1月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    © 2020 Elsevier B.V. Triangular islands with uniform size are observed on the Ge(111)-Ag surface after the formation of the 3×3 structure by scanning tunneling microscopy (STM) at 77 K. The triangular islands disappear at room temperature, and do not form on the 4 × 4 surface of Ge(111)-Ag at 77 K. These results indicate that, when the 3×3 structure is formed, excess Ag atoms exist on the Ge(111)-Ag surface, which are assembled into the triangular islands at low temperature. From the bias dependence of the STM images for the triangular islands, we conclude that the triangular island is composed of six Ag adatoms with a triangular configuration. In addition, after additional deposition of Ag at room temperature, structural evolution from the triangular islands to 39×39 and 6 × 6 superstructures is also observed.

    DOI： 10.1016/j.susc.2020.121724

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  • Structural Modification of DNA Studied by Scanning Tunneling Microscopy 査読

    Kohei Terasaki, Takashi Yokoyama

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   123 ( 8 )   1780 - 1783   2019年2月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AMER CHEMICAL SOC  

    In addition to the well-known double-helix structure of deoxyribonucleic acid (DNA), theoretical simulations have predicted structural variants, such as cross and T-shaped formations. The direct visualization of individual DNA molecules by scanning probe microscopy should be able to identify these structures. In this study, we examine various structures of DNA deposited on Au(111) by using an electrospray method and analyzing with a low-temperature scanning tunneling microscope. We could identify in detail several interesting structures. In particular, we found that double-stranded DNAs are partially unraveled into single-stranded DNAs and we confirmed the presence of T-shaped DNA structures.

    DOI： 10.1021/acs.jpcb.8b12100

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  • Coverage induced structural transformations of tetracene on Ag(110) 査読

    Kazushiro Takasugi, Takashi Yokoyama

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   144 ( 10 )   104702   2016年3月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AMER INST PHYSICS  

    Self-assembly of tetracene on an anisotropic surface of Ag(110) has been investigated using scanning tunneling microscopy and low-energy electron diffraction. We observe multistage structural transformations of the self-assembled tetracene on Ag(110) as a function of molecular coverages, which are accompanied by the changes in molecular orientations. They are analyzed by a balance between multiple molecule-molecule and anisotropic substrate-molecule interactions. (C) 2016 AIP Publishing LLC.

    DOI： 10.1063/1.4943576

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  • Adsorption and self-assembled structures of sexithiophene on the Si(111)-√3x√3 surface 査読

    横山 崇

    The Journal of Chemical Physics   142 ( 20 )   204701   2015年5月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/1.4921568

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  • Direct Visualization of Electronic Asymmetry within a Phenyl-Linked Porphyrin Dimer 査読

    Takashi Yokoyama, Fumitaka Nishiyama

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS   5 ( 8 )   1324 - 1328   2014年4月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AMER CHEMICAL SOC  

    Asymmetric electronic structures within a single molecule have been investigated by scanning tunneling microscopy and spectroscopy. Inside of a phenyl-linked porphyrin dimer, the asymmetric electronic structures are achieved by the incorporation of a cobalt ion in one porphyrin moiety. We find that a p-n junction between two pi-conjugated segments is formed within the porphyrin dimer. The understanding of the local electronic structures of the intramolecular p-n junction should represent a fundamental step to realizing single molecular devices.

    DOI： 10.1021/jz500511w

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  • Mapping the surface electrostatic potentials of Au(111) by using barrier-height measurements 査読

    Takuro Aoki, Takashi Yokoyama

    PHYSICAL REVIEW B   89 ( 15 )   155423   2014年4月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AMER PHYSICAL SOC  

    The surface electrostatic potential of Au(111) has been evaluated by using site-specific barrier-height measurements in a scanning tunneling microscope. From the spatial variation of the barrier height, sharp enlargement and reduction of the surface potential are obtained at the upper and lower step edges, respectively, which are characterized as the Smoluchowski effect. We also observe the potential with oscillatory decay away from the step, known as the Friedel potential oscillation. In addition, the periodic potential modulation induced by the surface reconstruction is evaluated quantitatively, which is confirmed by the energy shift of the bulk electronic states.

    DOI： 10.1103/PhysRevB.89.155423

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  • Scanning Tunneling Microscopy Imaging of Long Oligothiophene Wires Deposited on Au(111) Using Electrospray Ionization 査読

    Takashi Yokoyama, Yuta Kogure, Mitsunori Kawasaki, Shoji Tanaka, Kunihiro Aoshima

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C   117 ( 36 )   18484 - 18487   2013年9月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AMER CHEMICAL SOC  

    Structural and conformational determination of large and functional organic molecules is of great importance to understand their physical and chemical properties. Here we report on the length dependence of molecular shapes of long oligothiophene wires adsorbed on Au(111), which has been directly visualized by low-temperature scanning tunneling microscopy (STM). The controlled vacuum deposition of the oligothiophene wires from 10 to 120 nm in length has been accomplished by using an electrospray ionization technique. From the high-resolution STM images, we have observed that the oligothiophene molecules longer than around 60 nm tend to form folded (or looped) structures in order to keep compact shapes, which should reflect the molecular shapes in solution or in gas phase.

    DOI： 10.1021/jp405411f

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  • Central metal dependence of conformation and self-assembly of porphyrins on Ag(110) 査読

    Takashi Yokoyama, Yuuki Tomita

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   137 ( 24 )   244701   2012年12月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AMER INST PHYSICS  

    The conformation and self-assembly of tertiary-butylphenyl substituted free-base and metal porphyrins (M-TBPP) on Ag(110) have been investigated as a function of the central metals (M = 2H, Cu, Pt, Ni, Zn, and Co) using scanning tunneling microscopy and low-energy electron diffraction. In the case of M = Cu, Pt, Ni, and Zn, a metastable adsorption structure is formed by the deposition below about 270 K and irreversibly transformed into a stable one after thermal annealing above 280 K. Nevertheless, we find that 2H- and Co-TBPP molecules do not exhibit structural transformation even after thermal annealing. The distinct adsorption behaviors should be related mainly to the porphyrin-substrate interactions depending on the central metal in M-TBPP. (C) 2012 American Institute of Physics. [http://dx.doi.org/10.1063/1.4770501]

    DOI： 10.1063/1.4770501

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  • Surface diffusion of Ir(ppy)(3) on Cu(111) 査読

    Takashi Yokoyama, Tomonori Takahashi, Kazuteru Shinozaki

    PHYSICAL REVIEW B   82 ( 15 )   155410   2010年10月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AMER PHYSICAL SOC  

    Adsorption and diffusion behavior of dipolar Ir(ppy)(3) molecules on Cu(111) has been investigated by low-temperature scanning tunneling microscopy (STM). At low coverages, highly dispersed structures of Ir(ppy)(3) are formed on the Cu(111) surface, which result from the repulsive dipole-dipole interactions. The two-dimensional surface diffusion of single Ir(ppy)(3) molecules is directly observed in a temperature range from 65 to 94 K, the hopping rate of which is systematically derived from STM images. We also extract the corresponding activation energy, pre-exponential factor, and jump length for the diffusion of Ir(ppy)(3) on Cu(111).

    DOI： 10.1103/PhysRevB.82.155414

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  • Self-assembled templating for the growth of molecular nanodots 査読

    Takashi Yokoyama

    APPLIED PHYSICS LETTERS   96 ( 6 )   063131   2010年2月

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    担当区分：筆頭著者,　最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AMER INST PHYSICS  

    A checkerboard pattern of alpha-sexithiophene (alpha-6T) with an approximate lattice size of 2.6x3.3 nm(2) has been achieved on a Ag(110) surface at monolayer coverage, which is formed through a lateral ordering of two oriented molecules and vacancy defects. We find that this self-assembled pattern provides a template structure for the formation of molecular nanodots and nanocolumns. Second and third-layer islands of alpha-6T are formed within the checkerboard lattice, leading to a uniform molecular nanodot array, and a nanosized columnar structure is expected if growth is continued into the multilayer regime.

    DOI： 10.1063/1.3308512

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  • Linear-Chain Formation of Alq(3) on a Low-Temperature Cu(111) Surface 査読

    Hiromi Iseki, Kazuteru Shinozaki, Takashi Yokoyama

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C   113 ( 11 )   4250 - 4253   2009年3月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AMER CHEMICAL SOC  

    By using low-temperature scanning tunneling microscopy, we show that long linear chains of Alq(3) are formed on a Cu(111) surface at a temperature of less than 250 K. The linear chains include an identical width, composed of double rows separated by about 0.75 nm, and are enlarged in the [112] direction and its equivalent directions of Cu(111). Above this critical deposition temperature, isolated single molecules are randomly distributed and are very mobile on the surface even at 78 K. The formation of the linear chains should be associated with the metastable adsorption structures of Alq(3) existing only at low temperature.

    DOI： 10.1021/jp811454t

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  • Temperature dependence of conformation and self-assembly of Pt-TBPP on Ag(110) 査読

    Takashi Yokoyama, Yuuki Tomita

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   129 ( 16 )   2008年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AMER INST PHYSICS  

    The conformation and self-assembly of tertiary butyl-phenyl substituted Pt-porphyrin (Pt-TBPP) on an Ag(110) surface have been studied as a function of deposition and annealing temperatures using scanning tunneling microscopy (STM) and low-energy electron diffraction (LEED). While a stable two-dimensional arrangement is formed by room-temperature deposition, one-dimensional chains of Pt-TBPP along the [1 (1) over bar0] direction are assembled by decreasing the deposition temperature, wherein the molecular orientation is orthogonal to that formed at room temperature. From a careful comparison of STM images and molecular orbital calculation results, the molecular conformations within these assembled structures were determined by the bending angles of the tertiary butyl-phenyl substituents, as well as the rotation angles, which result from conformational adaptation of the adsorbed Pt-TBPP to the substrate lattice. We also observed the structural transformation from one-dimensional chains formed at low temperature to the two-dimensional arrangement by thermal annealing at 280-310 K. (C) 2008 American Institute of Physics. [DOI: 10.1063/1.3001609]

    DOI： 10.1063/1.3001609

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  • Isomeric discriminating and indiscriminating assembly of adsorbed oligothiophenes on Ag(110) 査読

    Takashi Yokoyama, Saki Kurata, Shoji Tanaka

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C   112 ( 33 )   12590 - 12593   2008年8月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AMER CHEMICAL SOC  

    Selective discriminating and indiscriminating assembly of isomeric oligothiophene derivatives is performed on a Ag(110) surface. The self-assembled structures are directly analyzed by using scanning tunneling microscopy. We demonstrate that the phase separation and phase mixing of s-cis- and s-trans-oligothiophenes can be controlled by shape-complementary intermolecular interactions associated with the overall molecular shapes. The overall shapes of the s-cis- and s-trans-oligothiophenes are tuned by the length of alkyl side chains.

    DOI： 10.1021/jp805116v

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  • Quantitative analysis of long-range interactions between adsorbed dipolar molecules on Cu(111) 査読

    Takashi Yokoyama, Tomonori Takahashi, Kazuteru Shinozaki, Masakuni Okamoto

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   98 ( 20 )   206102   2007年5月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AMER PHYSICAL SOC  

    Highly dispersed superstructures of a dipolar iridium complex are formed on a Cu(111) surface. We show that the dilute superstructures with density-controlled intermolecular separations are stabilized by the strong and long-range repulsive intermolecular interactions. The repulsive intermolecular interactions are quantitatively evaluated by using low-temperature scanning tunneling microscopy, which are characterized by the surface-enhanced dipole-dipole interactions.

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.98.206102

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  • Direct identification of conformational isomers of adsorbed oligothiophene on Cu(100) 査読

    Takashi Yokoyama, Saki Kurata, Shoji Tanaka

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   110 ( 37 )   18130 - 18133   2006年9月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AMER CHEMICAL SOC  

    A direct conformational analysis using scanning tunneling microscopy (STM) has been performed for individual adsorbed alpha-octithiophene molecules on Cu(100). s-cis and s-trans conformational isomers are induced by the rotational flexibility of individual thiophene rings. By adding bulky N-silyl substituents to octithiophene, we successfully identify the s-cis and s-trans conformational isomers using STM. The obtained relative abundances of the s-cis and s-trans conformations are analyzed using ab initio molecular orbital calculations.

    DOI： 10.1021/jp064217c

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  • Strain field around a single-dimer vacancy of Si(100) surface studied by a Monte Carlo simulation

    M. Okamoto, T. Yokoyama, K. Takayanagi

    Surface Science   402-404   851 - 855   1998年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier  

    We have investigated effects of the vacancies on the order-disorder phase transition by a Monte Carlo simulation using an Ising system, where two states of a buckled dimer were regarded as spins up and down. First, we calculated the correlation length in the model. In the following, we introduced single-dimer vacancies into the model. As a result, a new local structure appeared in the vicinity of an isolated vacancy near a critical temperature TMCc (≈320 K) due to a strain field. The strain was considered to be a local next nearest neighbor (n.n.n.) antiferromagnetic (AF) one, where the strain energy (A) was deduced to be about 20 meV. Since our model without any vacancies shows the nearest neighbor (n.n.) AF structure to be the ordered state, we concluded that competition between the overall n.n. AF coupling and the local n.n.n. AF coupling induced by the defect occurred near Tc, which agreed with the STM experiment (T. Yokoyama, K. Takayanagi, Phys. Rev. B 56 (1997) 10483). © 1998 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

    DOI： 10.1016/S0039-6028(97)00978-3

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MISC

  • 自己組織化テンプレートによる分子ナノドット形成

    横山 崇

    96   3   2010年

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  • Alq3分子のCu(111)上における低温蒸着による一次元鎖形成

    横山 崇

    113   4   2009年

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  • 24pPSA-36 Cu(111)表面上におけるAlq_3分子の吸着構造のSTM観察(ポスターセッション,領域9,表面・界面,結晶成長)

    井關 寛美, 篠崎 一英, 横山 崇

    日本物理学会講演概要集   63 ( 1 )   887 - 887   2008年2月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

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  • 鎖長が10nmのオリゴチオフェンワイヤのコンフォメーション解析

    横山 崇

    112   4   2008年

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  • Ag(110)上でのオリゴチオフェン分子の異性体選別自己組織化

    横山 崇

    112   4   2008年

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  • Ag(110)における白金ポルフィリンのコンフォメーションおよび自己組織化の温度依存生

    横山 崇

    129   7   2008年

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  • ポルフィリン超分子ネットワークへのC60分子の取り込み

    横山 崇

    19   2007年

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  • 双極子分子間における長距離相互作用の解析

    横山 崇

    98   2007年

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  • 25pYH-5 Cu(111)表面電子定在波によるIr(ppy)3分子間相互作用の低温STM観察(25pYH 表面ナノ構造量子物性,領域9(表面・界面,結晶成長))

    高橋 智威, 篠崎 一英, 横山 崇

    日本物理学会講演概要集   61 ( 2 )   747 - 747   2006年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

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  • オリゴチオフェン分子のコンフォメーション同定

    横山 崇

    110   2006年

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  • ポルフィリン超分子薄膜の層状成長

    横山 崇

    88   2006年

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  • Atomic structure of cluster-ordered array on the Si(001) surface induced by aluminum

    Y Oshima, T Hirata, T Yokoyama, H Hirayama, K Takayanagi

    SURFACE SCIENCE   465 ( 1-2 )   81 - 89   2000年10月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：ELSEVIER SCIENCE BV  

    We studied the atomic structure of the Si(001)-c(4 x 12)-Al surface, which appears in scanning tunneling microscopy (STM) images as an array of clusters in the four-fold direction. Transmission electron diffraction (TED) patterns showed (h/4, k/12) fractional-order spots after depositing about four monolayers of aluminum on clean Si(001) surfaces at a substrate temperature of 600 degreesC. A model, which accords with the TED intensity and the observed STM images, consists of a periodical terrace-and-trench geometry in the 12-fold direction. In the four-fold direction, an aluminum ad-dimer is adsorbed every 4a distance (a=0.384 nm) on the terraces terminated by double-height steps, making up the cluster array corresponding to bright protrusions in STM images. In addition to ad-dimers, rebonded atoms at the double-height step edge and zigzag isolated dimers in the trench are found to be the building blocks of the c(4 x 12) structure. (C) 2000 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

    DOI： 10.1016/S0039-6028(00)00668-3

    Web of Science

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  • 29a-PS-14 Si(001)表面におけるπ^★表面状態の定在波観察II

    横山 崇, 高柳 邦夫

    日本物理学会講演概要集   54 ( 1 )   311 - 311   1999年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

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  • Electron waves in the π* surface band of the Si(001) surface

    Takashi Yokoyama, Masakuni Okamoto, Kunio Takayanagi

    Physical Review Letters   81 ( 16 )   3423 - 3426   1998年10月

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    記述言語：英語  

    The unoccupied π* surface band of the Si(001)-c(4×2) surface has been determined from standing-wave patterns using low-temperature scanning tunneling microscopy. A straight chain of Al ad-dimers, formed by deposition at room temperature, works as a one-dimensional (1D) barrier that scatters the surface-state electrons. The standing waves have been observed along Si dimer rows in a sample voltage range of 0.9-1.3 V at T = 63K. The relationship between their wavelengths and the sample voltages gives the dispersion relation of the π* surface band. The height and width of the potential barrier have been estimated according to the 1D Schr�dinger equation. © 1998 The American Physical Society.

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.81.3423

    Scopus

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  • 27a-PS-7 Si(001)表面における表面量子井戸のSTM/STS観察

    横山 崇, 高柳 邦夫

    日本物理学会講演概要集   53 ( 2 )   382 - 382   1998年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

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  • Suppressive influence of steps on a phase transition of the Si(001) surface

    Takashi Yokoyama, Kunio Takayanagi

    Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics   57 ( 8 )   R4226 - R4229   1998年

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    記述言語：英語  

    We have studied an order-disorder phase transition of a vicinal Si(001) surface from a (Formula presented) to a (Formula presented) structure using low-temperature scanning tunneling microscopy (STM). The order parameter for the (Formula presented) structure is derived from the Fourier transform of the atomically resolved STM images in the 65-300 K temperature range. The order parameter on the (Formula presented) terrace bounded with an (Formula presented) step is found to reach only 0.7, even at 65 K, while the (Formula presented) structure is almost complete on the (Formula presented) terrace bounded with an (Formula presented) step. In the STM images at 65 K, dimers at the lower side of the (Formula presented) step still appear symmetric, resulting in an order-parameter reduction of the (Formula presented) terrace. © 1998 The American Physical Society.

    DOI： 10.1103/PhysRevB.57.R4226

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  • Dimer buckling induced by single-dimer vacancies on the Si(001) surface near

    Takashi Yokoyama, Kunio Takayanagi

    Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics   56 ( 16 )   10483 - 10487   1997年

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    記述言語：英語  

    We used a low-temperature scanning tunneling microscope to observe a single-dimer vacancy ((Formula presented)-type defect) induce buckling of the dimers on a Si(001) surface near (Formula presented) This dimer buckling always occurs in rows adjacent to the (Formula presented)-type defects near (Formula presented) which simultaneously forms an out-of-phase boundary in the domain of a (Formula presented) structure. However, the out-of-phase boundaries around the (Formula presented)-type defects disappear on the surface at 78 K. We discuss the nucleation and growth behavior of the dimer buckling around the (Formula presented)-type defect and the influence of the defects on the structural phase transition of a Si(001) surface. © 1997 The American Physical Society.

    DOI： 10.1103/PhysRevB.56.10483

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講演・口頭発表等

  • Self-Assembly of HB-HBC molecules on the Si(111)-Ag surface

    Takashi Yokoyama, Jun Motojima, Naoko Suzuki, Hideyuki Tsukada

    The 9th International Symposium on Surface Science  2021年11月 

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    開催年月日： 2021年11月 - 2021年12月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • Diffusion behaviors by adsorbed coronene on metal surfaces studied by low-temperature STM 国際会議

    The 7th International Symposium on Surface Science  2014年11月 

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    記述言語：英語  

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  • 分子密度変化に伴うAg(110)表面上でのテトラセン分子の自己組織化配列変化

    高杉一城, 横山崇

    表面界面スペクトロスコピー2014  2014年12月 

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    記述言語：日本語  

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  • 重合反応を利用したトリフェニルアミン誘導体のAu(111)表面上でのπ電子ネットワークの構築

    高杉一城, 横山崇

    日本物理学会 2015年秋季大会  2015年9月 

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    記述言語：日本語  

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  • エレクトロスプレー蒸着したオリゴチオフェン誘導体のSTM観察

    林云, 横山崇, 田中彰司

    日本物理学会 2015年秋季大会  2015年9月 

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    記述言語：日本語  

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  • ブロモ基を有したトリフェニルアミン誘導体のAu(111)表面上における自己組織化とπ電子ネットワーク形成

    高杉一城, 横山崇

    表面界面スペクトロスコピー2015  2015年11月 

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    記述言語：日本語  

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  • 蒸着量に依存したAg(110)表面上でのテトラセン分子の自己組織化配列変化

    高杉一城, 横山崇

    日本物理学会 2014年秋季大会  2014年9月 

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  • ヘキサベンゾコロネン誘導体(HB-HBC)吸着による Si(111)-Ag表面局所構造変化

    元島順, 鈴木奈央子, 横山崇

    表面・界面スペクトロスコピー2020  2020年12月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • ドナー・アクセプター単分子積層によって形成した分子ダイオードのSTM観察 招待

    横山崇

    日本表面真空学会九州支部セミナー  2020年12月 

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    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • ヘキサベンゾコロネン誘導体(HB-HBC)吸着によるSi(111)-Ag表面IET構造の局所変化

    元島順, 鈴木奈央子, 横山崇

    日本物理学会第76回年次大会  2021年3月 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Ge(111)√3×√3-Agと同時に形成した三角形状島からのAg追加蒸着による超構造への成長

    菊地努, 横山崇

    日本物理学会第75回年次大会  2020年3月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Si(111)-Ag表面上に配列したヘキサベンゾコロネン誘導体(HB-HBC)の低温STM連続観察で得られた点滅像

    元島順, 鈴木奈央子, 横山崇

    日本物理学会2020年秋季大会  2020年9月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • STM/STS study of stacked donor-acceptor molecules formed on Cu(111) 国際会議

    Yuriko Tsumura, Hideyuki Tsukada, Yokoyama Takashi

    The 5th Ito International Research Conference  2017年11月 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • STM imaging of various structures of DNA on Au(111) surface 国際会議

    Kohei Terasaki, Takashi Yokoyama

    The 5th Ito International Research Conference  2017年11月 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • ドナー・アクセプター単分子積層によってCu(111)上に構築した分子ダイオードのSTM/STS観察

    津村ゆり子, 塚田秀行, 横山崇

    日本物理学会 第72回年会  2017年3月 

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    記述言語：日本語  

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  • 単一生体分子のSTM観察を目指したエレクトロスプレー蒸着法の構築

    寺崎 航平, 横山 崇

    2017年度真空・表面科学合同講演会  2017年8月 

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    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • Ag(110)上におけるセキシフェニル分子配列の蒸着両依存性

    鈴木 奈央子, 横山 崇

    2017年度真空・表面科学合同講演会  2017年8月 

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    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • ドナー・アクセプター単分子積層によって構築した分子ダイオード構造のSTM/STS観察

    津村ゆり子, 塚田秀行, 横山 崇

    日本物理学会2017年秋季大会  2017年9月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Ag(110)表面上でのセキシフェニル分子の自己組織化配列

    鈴木奈央子, 横山崇

    日本物理学会2017年秋季大会  2017年9月 

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    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • エレクトロスプレー法によってAu(111)上に蒸着した生体分子のSTM観察

    寺崎航平, 横山崇

    日本物理学会2017年秋季大会  2017年9月 

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    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • STM/STS study of a molecular diode formed by donor-acceptor stacking on Cu(111) 国際会議

    Yuriko Tsumura, Hideyuki Tsukada, Yokoyama Takashi

    The 8th International Symposium on Surface Science  2017年10月 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • Direct identification of various structures of DNA on Au(111) surface by LT-STM 国際会議

    Kohei Terasaki, Takashi Yokoyama

    The 8th International Symposium on Surface Science  2017年10月 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • Si(111)-Ag表面上に配列したヘキサベンゾコロネン誘導体の低温STM観察

    元島順, 鈴木奈央子, 横山崇

    日本物理学会第75回年次大会  2020年3月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • エレクトロスプレー蒸着したタンパク質の単一分子STM観察

    寺崎 航平, 横山 崇

    日本物理学会2018年度年次大会  2018年3月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • ポルフィリンヘテロダイマーにおけるドナー・アクセプタ構造のSTM/STS観察

    第２７回表面科学講演大会  2007年 

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  • 蒸着領に依存したAg(110)表面上でのセキフェニル分子の自己組織化配列

    鈴木 奈央子, 横山 崇

    表面界面スペクトロスコピー2018  2018年11月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Cu(111)表面におけるIrPPY分子拡散の低温STM観察

    第２７回表面科学講演大会  2007年 

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  • 末端ピリジル基を有する長鎖オリゴチオフェン分子のSTM観察

    籾山 大樹, 横山 崇, 田中 彰治

    日本物理学会74回年次大会  2019年3月 

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    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • Ag/Ge(111)-√3x√3表面で複数存在するオリゴチオフェン分子の吸着構造とその配列

    菊地 努, 横山 崇

    日本物理学会74回年次大会  2019年3月 

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    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • Ag(110)上における蒸着量に依存したコロネン分子自己組織化

    元島 順, 横山 崇

    日本物理学会2019年秋季大会  2019年9月 

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    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • Ge(111)-Ag表面のSTM/STS観察

    菊地 努, 横山 崇

    日本物理学会2019年秋季大会  2019年9月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Ge(111)√3x√3-Agと同時に形成した三角形状島のSTM観察

    菊地努, 横山崇

    表面・界面スペクトロスコピー2019  2019年12月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • エレクトロスプレー蒸着したドナー性ベンジルビオロゲン(BV)分子の低温STM観察

    島田剛志, 横山崇

    日本物理学会第75回年次大会  2020年3月 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Coverage-induced structural changes of tetracene on Ag(110) studied by low-temperature STM 国際会議

    The 7th International Symposium on Surface Science 

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    記述言語：英語  

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  • 低温STMによる吸着分子間双極子相互作用の直接計測

    低温走査トンネル顕微鏡の現状と展望  2007年 

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  • Ag(110)表面上におけるセキシフェニル分子の蒸着領に伴う自己組織化配列

    鈴木 奈央子, 横山 崇

    日本物理学会2018年度年次大会  2018年3月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • パルス噴霧法で吸着させた10nmオリゴチオフェン分子ワイヤのSTM観察

    2007年 

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  • Ag(110)上でのオリゴチオフェン分子のクラスター成長のSTM観察

    日本物理学会2008年秋季大会  2008年 

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  • 低温Cu(111)表面に形成したAlq3一次元鎖のSTM観察

    表面科学国際シンポジウム  2008年 

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  • フェニル基によって結合したポルフィリン二量体のSTM観察

    表面科学国際シンポジウム  2008年 

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  • 低温Cu(111)表面上で成長した一次元Alq3分子鎖のSTM観察

    表面界面スペクトロスコピー2008  2008年 

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  • ポルフィリンヘテロダイマーにおけるドナー・アクセプタ構造のSTM/STS観察

    表面界面スペクトロスコピー2007  2007年 

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  • 低温STMによる選択的自己組織化分子の観察

    日本顕微鏡学会 第３２回関東支部講演会シンポジウム  2008年 

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  • Cu(111)表面上におけるAlq3分子の吸着構造のSTM観察

    日本物理学会 第６３回年次大会  2008年 

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  • ポルフィリンヘテロダイマーにおける配位金属に対応した電子状態変化のSTM/STS測定

    日本物理学会 第６３回年次大会  2008年 

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  • NiAl(110)上におけるアルミナ絶縁薄膜形成の観察

    日本物理学会2008年秋季大会  2008年 

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  • Au(111)表面上におけるポルフィリンダイマー自己組織化配列のSTM観察

    日本物理学会2008年秋季大会  2008年 

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  • エレクトロスプレー蒸着したDNA分子のSTM観察

    寺崎航平, 横山崇

    日本物理学会 2016年秋季大会  2016年9月 

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    記述言語：日本語  

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  • 生体分子の単一分子STM観察を目指したエレクトロスプレー蒸着法の構築

    寺崎航平, 横山崇

    物性研短期研究会「走査トンネル顕微鏡による物性研究の現状と展望」  2016年10月 

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    記述言語：日本語  

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  • Diode structure of Donor-Acceptor molecular stacking studied by STM/STS

    Yuriko Tsumura, Hideyuki Tsukada, Takashi Yokoyama

    表面界面スペクトロスコピー2016  2016年11月 

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  • Cu(111)表面上に吸着したコロネン誘導体のSTM/STS観察

    根津朋美, 塚田秀行, 横山崇

    日本物理学会 2014年秋季大会  2014年9月 

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受賞

  • Young Scientist Award

    International Conference on Molecalar Electronics and Bioelectronics (2001)  

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  • 講演奨励賞

    応用物理学会  

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 単分子積層による分子ダイオード構造の構築と評価

    研究課題/領域番号：20K05331  2020年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    横山 崇

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    配分額：4290000円 （ 直接経費：3300000円 、 間接経費：990000円 ）

    本研究では、ドナー性分子とアクセプター性分子を接続することで、単分子レベルで動作する分子ダイオードの実現し、その伝導メカニズムの解明を目指す。 これまで、一つの分子内にドナー性とアクセプター性を組み込んだ単一分子ダイオードが 多く調べられているが、本質的な理解には至っていないと言える。そ こで本研究では、ドナ ー性とアクセプター性を単一分子に組み込むのではなく、基板上にドナー性分子とアクセプター性分子を積層させることでダイオード構 造を作成することを目指す。その積層構造や電子状態、伝導特性の詳細を走査型トンネル顕微鏡(STM)で明らかにし、単一分子ダイオ ードへの理解を目指す。 すでに、Cu(111)表面上において、ドナー性分子としてヘキサベンゾコロネン、アクセプター性分子としてTCNQを用いていたが、さらに、基板をSi(111)-Ag表 面に変えた実験を行なっている。Si(111)-Ag表面は、Si三量体とAg三量体からなる表面構造を形成している。このSi(111)-Ag表面上にブチル基を付加したヘキサベンゾコロネン(HB-HBC)を蒸着し、77Kの走査型トンネル顕微鏡(STM)で調べたところ、ヘキサベンゾコロネン直下にあるAg三量体構造が時間変化することが明らかになった。今回、STM像の時間変化や温度変化を詳細に調べ、この構造変化の活性化エネルギーなど、定量的な解析を行った。
    さらに、溶液処理による中性化を施すことで強力なドナー性ドーパントとなることが知られているベンジルビオロゲン(BV)分子を分子薄膜上に表面蒸着することも検討している。中性化したBV分子は溶液中に存在するため、溶液からの真空蒸着が可能なエレクトロスプレーイオン化法が適していると考えられる。

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  • 量子構造を持つ分子ワイヤの単一分子伝導計測

    研究課題/領域番号：17K05060  2017年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    横山 崇, 田中 彰治

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    配分額：4810000円 （ 直接経費：3700000円 、 間接経費：1110000円 ）

    約10nmの鎖長を持つ長鎖オリゴチオフェン分子ワイヤの末端にピリジル基を不可させることで、金属基板表面との相互作用を強めることを試みた。この分子ワイヤーをエレクトロスプレー蒸着法を用いてAu(111)表面上に真空蒸着し、走査型トンネル顕微鏡(STM)でその吸着状態を調べた。金属表面と分子ワイヤーをピリジル基によって強く接合させ、STM探針-分子ワイヤ-金属表面という接合を形成することで、伝道計測を目指したものである。しかし、蒸着には成功したものの、ピリジル基と金表面の接合は弱く、期待通りの伝導測定には到らなかった。一方、分子ワイヤーを吸着させた状態で加熱すると、加熱条件によって分子ワイヤーが繋がって行くことが明らかになった。
    分子の伝導測定を行うもう一つのアプローチとして、金属表面上にドナー性分子とアクセプター性分子を積層させることで分子ダイオード形成を目指す研究も行なっている。以前、Cu(111)表面上にドナー性分子としてヘキサベンゾコロネン、アクセプター性分子としてTCNQを用いていたが、ダイオード的な電流ー電圧特性は見られたものの、Cu表面からTCNQに電子移動が起きるという問題があった。今回、Agを終端させたSi(111)表面を基板として用いることで、電子移動が起きなくなることが明らかになった。一方で、ダイオード特性は見られなかった。このような基板依存性は、基板の仕事関数に依存していると考えられ、それによる電子移動の変化は金属ー分子界面のさらに詳しい理解につながると期待できる。

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  • ＳＴＭを用いた生体分子の単一分子構造観察

    研究課題/領域番号：25600050  2013年4月 - 2015年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究  挑戦的萌芽研究

    横山 崇

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    配分額：4030000円 （ 直接経費：3100000円 、 間接経費：930000円 ）

    本研究の目的は、超高真空・低温・走査型トンネル顕微鏡を用いてタンパク質などの生体分子を単一分子レベルで構造解析することであり、分子の蒸着法としてエレクトロスプレーイオン化法を利用する。本研究では、このエレクトロスプレーイオン化法を利用することにより、巨大有機分子や生体分子の真空蒸着に成功し、走査型トンネル顕微鏡による単一分子計測に成功した。

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  • STMトンネル電子を励起源とした単分子レベル発光計測

    研究課題/領域番号：21360024  2009年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    横山 崇

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    配分額：18720000円 （ 直接経費：14400000円 、 間接経費：4320000円 ）

    機能性分子を自己組織化制御する事で、発光現象や電気伝導などの物性も制御可能であると期待できる。本研究は、表面上において機能性分子の自己組織化を制御すること、走査型トンネル顕微鏡(STM)のトンネル電流を励起源とした発光現象の詳細を明らにすることを目的とし研究を行った。自己組織化制御では、ポルフィリン、オリゴチオフェン、Alq3、Ir(ppy)など有機EL素子で利用されている分子について明らかにする事が出来た。一方、トンネル電子励起発光では微弱光検出システムを立ち上げた。さらに、表面吸着分子の電子状態を明らかにする分光イメージング技術も構築出来た。

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  • In-situリアルタイム分光法による有機極薄膜の電荷移動計測と制御

    研究課題/領域番号：21360020  2009年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    田中 正俊, 大野 真也, 大野 かおる, 横山 崇, 安田 哲二, 鈴木 隆則

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    配分額：18850000円 （ 直接経費：14500000円 、 間接経費：4350000円 ）

    表面反射分光,光電子分光等のin-situリアルタイム分光法を用いて,様々に修飾したシリコン表面の特性とこの基板上のα-sexithiophene超薄膜における分子の配向を調べ,分子の配向と分子と基板の間の電荷移動の関係を明らかにした.この電荷移動は表面修飾法に著しく依存しており,この結果は修飾方法と基板温度によって分子の配向を制御できる可能性を示している.

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  • 局所トンネル電子励起による自己組織化分子発光測定

    研究課題/領域番号：19560025  2007年 - 2008年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    横山 崇

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    配分額：4550000円 （ 直接経費：3500000円 、 間接経費：1050000円 ）

    研究は以下の3つのサブテーマに分けて行った.(1)表面上での単一分子計測および分子自己組織化制御, (2)導電性透明薄膜(ITO)でコーティングしたSTM探針を用いたSTM発光測定の高精度化, (3)単一分子レベルのSTM発光を得るための基板作成.(1)については, 様々な分子の基板上での吸着状態や自己組織化状態を明らかにし, 蒸着条件などを変化させることで制御を試みた.(2)については, 発光検出の高効率化を実現し, 分光も検出できるようになった.さらに, (3)の分子発光測定に適した絶縁薄膜基板を実現することで, 微弱ながら単分子からの発光検出に成功した.

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  • 固体表面上での機能性分子ナノ構造とその機能発現

    研究課題/領域番号：16686004  2004年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(A)  若手研究(A)

    横山 崇

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    配分額：28600000円 （ 直接経費：22000000円 、 間接経費：6600000円 ）

    水素結合性を有するカルボキシル基を付加したポルフィリンをAu(111)基板上で自己組織化させた単一分子膜を超分子テンプレートとし,異種分子(C60)を付加することを試みた.超分子テンプレートは,C60を付加することでポルフィリン分子のコンフォメーションが変化し,隙間をあけてC60を取り込むことが明らかになった.このことは,超分子テンプレートに異種分子を選択的に取り込める可能性を秘めており,Advanced Materials誌に掲載された.さらに,分子間の斥力を利用して分子ナノ構造を形成させる新しい試みも行った.斥力は大きな双極子モーメントを持つIrPPY分子を用い,Cu(111)基板上で単分散させることに成功した.さらに,最近接分子間距離の分布をとることで斥力ポテンシャルを定量的に算出し,分子同士の双極子相互作用に加え,基板に形成し1たイメージ双極子によって斥力が大きくなっていることを明らかにした.この結果は,Physical Review Letters誌に掲載予定である.また,基板上に形成した分子ナノ構造からの発光を得るために,導電性光ファイバーをSTM探針として使ったPhoton-emission STMの立ち上げも行った.GaAs基板をテスト試料として用い,STMで原子分解能が得られることを確認した.5pAという小さな電流でもトンネル電流励起の発光が検出できることを明らかにし,発光分光によってGaAsのバンドギャップに相当する発光であることを確認した.今後,分子ナノ構造からの電子励起発光について明らかにしていく予定である.

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