Optical manipulation of molecules on solid surfaces based on resonance photon absorption and thermal fluctuation
Publicly Offered Research
| Project Area | Nano-Material Manipulation and Structural Order Control with Optical Forces |
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| Project/Area Number |
17H05470
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
今田 裕 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 研究員 (80586917)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
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| Keywords | 光圧 / 分子操作 / 走査プローブ顕微鏡 / プラズモンー励起子結合 / 単一分子分光 / 単一分子 / プラズモン-励起子結合 / 単分子発光分光 / 単分子吸収分光 / 物質操作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
個々の原子・分子を固体基板上に自在に配置し、デザインした機能を発現させる事は基礎科学のみならず応用を見据えた研究展開においても重要な課題である。ボトムアップのアプローチとしての走査トンネル顕微鏡（STM）を用いた分子操作は広く発展してきているが、STMと光圧を組み合わせた “光”分子操作は実現されていない。本研究の目的は、分子固有の共鳴吸収線を活用してSTM環境下で光分子操作を実現する事である。
固体基板上で分子の光マニピュレーションを実現するためには、分子固有の遷移エネルギーに共鳴する光を照射する事が必要である。昨年度導入した波長可変レーザーをSTMに導入する際のレーザー照射システムを改良し、マイクロメートルの精度で精密に焦点を合わせられる機構を整えた。これにより、昨年度までの100倍近い効率でシグナルを検出することに成功した。また、この照射システムの改良の結果、熱的な効果を大きく抑制した条件下において、基板上で分子を移動させることに成功した。また、単一分子への光圧印加の物理を解明できる基盤として、分子固有の共鳴エネルギーを精密に計測できるシステムを構築する必要が顕在化し、LabVIEWを用いた計測システムの開発を継続して行っている。
昨年度着手した、理論研究者との共同研究も加速させている。より実験条件に近い三次元的な金属構造をモデルとして用い、異方性のある分子に印加される光圧のシミュレーションを行った。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(29 results)
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[Presentation] Single-molecule absorption spectroscopy with STM2018
Author(s)
H. Imada, K. Miwa, M. Imai-Imada, K. Kimura, Y. Kim
Organizer
14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-14)＆26th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM26)
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Invited
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