半導体表面に調製したヘリックスペプチド自己組織化膜による光・電子機能の発現

• Project/Area Number: 17655098
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Polymer/Textile materials
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 木村 俊作 京都大学, 工学研究科, 教授 (80150324)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森田 智行 京都大学, 工学研究科, 助手 (20335194)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2005: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: ヘリックスペプチド / 自己組織化膜 / ガリウム砒素 / 電子移動 / 光機能 / HEMT / らせん形成ペプチド / 分子デバイス / 半導体 / GaAs / 有機エレクトロニクス / ダイポール

Research Abstract

分子ダイポール工学の一環として、ガリウム砒素をベースとするFET(HEMT)のゲートに、ヘリックスペプチドを固定化し、ヘリックスペプチドのダイポールがHEMTの特性に及ぼす効果を解析した。ヘリックスペプチドとしては、安定なαヘリックス構造をとりパッキングのよい膜を形成することで知られている、ロイシンとαアミノイソ酪酸との交互配列8量体、あるいは16量体を用いた。リンカー部位としてアセチルチオフェニル基をN末端に導入した。既に、RAS測定およびエリプソ測定より、ヘリックス軸が表面に垂直に配向した薄膜の調製できることを確認している。今回、小角X線回折測定からもヘリックス軸の配向を確認した。ガリウム砒素層上の絶縁層であるシリコンナイトライド層を除去したHEMTとヘリックスペプチドを固定介したHEMTの電流-電圧応答曲線を比較したところ、2DEG層での電子移動度は、gm値がおよそ60mSから30mSへと減少した。ヘリックスペプチドは、N末端で表面に固定化されており、このダイポールが原因となるポテンシャルドロップの効果が考えられる。また、ヘリックスペプチド層のキャパシティブな寄与が小さくなったことも示唆された。ヘリックスペプチドのダイポールがHEMTの電流-電圧応答に影響を与えたことは興味深く、今後、16量体ペプチドを固定化したHEMTの電流-電圧応答の結果を得て、ヘリックスペプチドのダイポールの効果を定量的に議論する。