1998 Fiscal Year Annual Research Report
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10554044
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
梅澤 喜夫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (80011724)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
BUHLMANN Phi 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (20262149)
菅原 正雄 日本大学, 文理学部, 教授 (50002176)
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| Keywords | 化学力顕微鏡(CFM) / 走査型トンネル顕微鏡(STM) / 化学修飾探針 / ナノ化学センサー / 自己集合単分子膜(SAM) / ポリピロール / ポルフィリン / 表面分析 |
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| Research Abstract |
走査型トンネル顕微鏡(STM)は,非常に密接した探針と試料間に電位をかけたとき生じるトンネル電流を利用した原子レベルの高分解能を持つ表面分析法だが,化学種による選択性が得にくい弱点を持一つ.本研究室では修飾電極の修飾化学種による電子移動反応の制御に関する電気化学的研究を行っており,電気化学における電子移動反応とSTMにおけるトンネル効果との原理的な類似点に着目した.そして試料と水素結合可能な部位を有するチオール誘導体を化学修飾した探針を用いることで,水素結合性官能基を明るく観測されることを初めて見出し、化学修飾探針による化学種認識の可能性を示した.
1) 電導性ポリマー修飾による効果 電導性ポリマーのポリピロールを修飾した探針を用いると,水素結合性官能基の部分が明るく観測され,これは以前示したチオールSAM修飾探針を用いた場合と比べて長時間観測でき,同時に再現性の向上も確認できた,またポリピロール修飾後の洗浄液のpHがSTM像の明暗に対して影響を与えたことから,探針-試料間の水素結合が深く関わっていることを見出した.
2) 金属配位子の配位能の違いを用いた金属種認識 試料として様々な中心金属を持つポルフィリン金属錯体を合成して用い,探針は中心金属と配位能を有する物質で修飾する.これらを用いたSTM測定では,金属と配位子の配位能の違いから中心金属種をSTM像の明暗にて識別できると考えられる.現在,試料となるポルフィリンの合成を終え測定中である.
3) 水素結合受容性分子の認識 以前までの研究とは逆に,探針をプロトン供与性の4-mercaptobenzoic acidで化学修飾し,試料としてプロトン受容性官能基を有するエーテルを用いて測定したところ水素結合性官能基の部分のみが明るく観測された.これは,エーテルの非共有電子対が修飾した探針上の分子の官能基と水素結合したためと考えられる.
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[Publications] Takashi Ito: "Polypyrrole-Modified Tips for Functional Group Recognition in Scanning Tunneling Microscopy." Anal.Chem. (in press).
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[Publications] Takashi Ito: "Observation of Silver and Hydrogen lon Binding to Self-Assembled Monolayers with Chemically Modified AFM Tips." Langmoir. (in press).
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[Publications] Takashi Ito: "Scanning Tunneling Microscopy Using Chemically Modified Tips." Analytical Chemistry. 10・2. 255-259 (1998)
