1994 Fiscal Year Annual Research Report
走査プローブ顕微鏡によって駆動する分子素子・バイオ素子の開発
| Project/Area Number |
06403020
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| Research Category |
Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
藤平 正道 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (40013536)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋葉 宇一 東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (60184107)
菅 耕作 東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (90016642)
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| Keywords | 走査プローブ顕微鏡 / 原子間力顕微鏡 / 光STM / 走査型近視野光学顕微鏡 / 走査型表面電位顕微鏡 / 分子素子 / 分子光ダイオード |
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| Research Abstract |
本年度は、分子素子・バイオ素子に関し、1)分子・バイオ素子を原子・分子レベルで平滑な基板上に、如何に意図したような二次元空間配列性を持たせて並べ得るか?2)もし1)が解決されたとしても、如何に二次元平面上のある特定な場所に位置する分子に電子が導通できるように結線するか、あるいは光接続するか?の我々の独自のテーマに対し、具体的に以下の点を実施・検討した。
1)絶縁性分子マトリクス中に分子ダイオード・光ダイオードなどの機能を持つ分子・生体分子を埋め込んだ単分子膜のトンネル電流測定による外部回路との接続のために、10pAオーダーの低電流で作動するSTMの予備的検討を行なった。また空間分解能はいくらか低下するが、非接触型の走査表面電位顕微鏡(SSPM)による外部回路との接続法についてもA-S-D三つ組分子の単分子膜による光ダイオードの系で検討した。
2)分子との光接続のために、光ファイバーの炭酸ガスレーザー加熱を利用した尖鋭化をレーザーパワー、引っ張り力の関数として検討した。また先端形状を評価するために、走査電子顕微鏡による方法の他に、AFM・光STMによる方法についても検討した。これらの結果から本年度は100nm以下の二次元空間分解能を持つ光STM用光ファイバーを製造することに成功した。また走査型近視野原子間力光学顕微鏡を蛍光顕微鏡として用いる場合の問題点についても多角的に検討し、特に問題となったの迷光の除去方法について改良を加えた。
3)分子ダイオード・光ダイオード機能を持つ新しい分子を数種合成し、その単分子膜特性、分光学的特性、電子移動特性等について、予備的検討を行なった。
4)分子ダイオード・光ダイオード分子・生体分子と絶縁性両親媒性分子との混合単分子膜を形成し、単分子膜内での混合状態をSTM・AFM・FFM・SSPMで観察し、製膜条件(電解質の種類と濃度)と機能性分子の分子レベルでの二次元配列形成自己組織化機能との関連を明らかにした。
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[Publications] M.Fujihira: "Scanning near-field fluorescence microscopy and nanoscopic fluorescence spectroscopy in combination with a non-contact scanning force microscope" Chem.Lett.1994. 657-660 (1994)
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[Publications] M.Fujihira: "Measurements of lateral distribution of fluorescence intensities and fluorescence spectra of microareas by a combined SNOM and AFM" Ultramicroscopy. (in press). (1995)
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[Publications] M.Fujihira: "Near-field optical microscopic recording on Langmuir-Blodgett (LB) films and chemically modified surfaces" Ultramicroscopy. (in press). (1995)
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[Publications] H.Muramatsu: "Scanning near-field optic/atomic-force microscopy" Ultramicroscopy. (in press). (1995)
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[Publications] Eun-mi Han: "Observation of Vacuum-deposited TPD Films by AFM and FFM" Chem.Lett.1994. 969-972 (1994)
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[Publications] Eun-Mi Han: "Study of Interfacial Degradation of the Vapor Deposited Bilayer of Alq3/TPD for Organic Electroluminescent (EL) Devices by Photoluminescence" Chem.Lett.1995. 57-58 (1995)
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[Publications] M.Fujihira: "Study of Thin Organic Films by Various Scanning Force Microscopes" Kluwer Academic Publishers in NATO ASI Series E (in press), (1995)
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[Publications] M.Fujihira: "Thin Films,Vol.20,Academic Press" Photoinduced Electron Transfer in Monolayer Assemblies and Its Application to Artificial Photosynthesis and Molecular Devices (in press), (1995)
