分子の運命の赤い糸は、確かにそこにあった 長谷川助教ら

 有機分⼦と無機材料の接触界⾯では、電⼦のふるまいが複雑に変化します。⼀⽅で、異なる材料間の界⾯の電⼦状態の解析は、⾦属や酸化物などの「強く結合する系」に限られていました。近年では、2 次元材料や分⼦エレクトロニクスにおいて、あえて“弱くつなげる”ことで機能を引き出す設計が注⽬されています。中でも“化学結合をともなわない吸着”—ファンデルワールス相互作用(vdW)による吸着系は、材料間の結びつきが極めて弱く、その検出や解析が困難とされてきました。

 長谷川助教らは、有機半導体分⼦ペンタセンを⿊鉛(グラファイト)表⾯に⼀層だけ吸着させた弱くつながった界⾯系において、電⼦が共鳴的に振る舞う“ファノ共鳴”を、シンクロトロン放射光の特殊な光を利⽤した低エネルギー⾓度分解光電⼦分光法(LE-ARUPS)で精密に観測しました。

 本研究結果は、“弱い結びつき”の効果を電⼦状態という物理量で可視化することで、フレキシブル電子材料、センサー技術、量子情報処理など、さまざまな応用が期待される分野に対して、新たな材料設計指針を与えるものです。また、vdWに基づく二次元材料の研究が進む中で、「見えないつながり」を可視化するための基礎技術としても、大きな意義を持っています。今後は、他の有機・無機界面にも応用し、機能性材料開発に広く貢献することが期待されま