原子分子のナノ力学-フォースプローブ法による原子分子の力学的分光と制御-

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11226101
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 森田 清三 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50091757)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 啓文 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40283626) ; 猪飼 篤 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (50011713) ; 塚田 捷 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (90011650) ; 岩澤 康裕 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (40018015) ; 吉森 昭夫 岡山理科大学, 総合情報学部, 教授 (50013470)
• Keywords: 原子間力顕微鏡 / 原子間力・分子間力 / ナノ力学 / 原子・分子 / フォースプローブ法 / 原子分解能 / 力学的分光 / 力学的制御

Research Abstract

1)平成12年度第1回推進委員会と第1回研究会の開催、及びニュースレターNo.7とNo.8の作製と配布平成12年7月5日(水)に大阪大学で、各班長が研究目的・分担と研究計画・進行状況の説明と質疑を行った。その後、一般参加者・学生も含む新発表形式で公開の第1回研究会を開催した。参加者は、本特定領域関係者25名、外部参加者39名、合計64名で、活発な質疑応答があった。
2)平成12年度第2回研究会と班長会議の開催とニュースレターNo.9の作製と配布
平成12年9月11日(月)に東京工業大学で第2回研究会を開催した。悪天候にも拘わらず合計43名の参加者があり、そのうち、本特定領域関係者以外の参加者は27名で、活発な質疑応答があった。
3)平成12年度第1号内部資料集「次世代ナノテクノロジー(微細組み立て)」の作製と配布
本特定領研究と関係の深い「ナノテクノロジー」に関する世間の注目が集まっているこの時期に、平成12年度第1号内部資料集として「次世代ナノテクノロジー(微細組み立て)」の作製と配布を行った。
4)平成12年度第3回研究会と班長会議の開催とニュースレターNo.10の作製と配布
平成12年12月12日(火)に京大会館で第3回研究会を開催した。パネル討論中心の新形式研究会を試みた結果、本特定領域関係者23名、外部参加者24名、合計47名で、活発な質疑応答があった。
5)平成12年度第2回推進委員会と公開シンポジウムの開催、及びニュースレターNo.11,No,12,No.13,No.14の作製と配布平成13年2月1日(木)に島津製作所東京支社で、第2回推進委員会と公開シンポジウムを開催した。なお、推進委員会資料と公開シンポジウム資料以外に、本特定領域研究各班の平成12年度業績をまとめた論文集1と論文集2を作製して、公開シンポジウムの参加者と関係者に配布した。参加者は、本特定領域関係者23名、外部参加者37名、合計60名で、活発な質疑応答があった。

Research Products

• [Publications] N.Sasaki et.al.: "Theoretical simulation of noncontact AFM images of Si(111) √3x√3-Ag surface based on Fourier expansion method"Appl.Sur.Sci.. 157・4. 367-372 (2000)
• [Publications] M.Tsukada et.al.: "Physics of Artificial Nano-Structures on Surfaces"Progr.Surf.Sci.. Vol.64. 139-155 (2000)
• [Publications] N.Sasaki et.al.: "Fourier Expansion Method for Noncontact Atomic Force Microscopy Image Simulations-Application to Si(111)√3×√3-Ag surface"Jpn.J.Appl.Phys.. 39・2B. L174-L177 (2000)
• [Publications] K.Tagami et.al.: "First-principles study of vibrational spectra on dihydride-terminated Si(001)/H surfaces"Surface Sci.. Vol.446. L108-L112 (2000)
• [Publications] Y.Gohda et.al.: "Self-consistent density functional calculation of field emission currents from metals"Physical Review Letters. 85・8. 1750-1753 (2000)
• [Publications] S.Watanabe et.al.: "Atomic and electronic structure of the Si(111)v3×v3-Ag surface reexamined using first-principles calculations"Science and Technology of Advanced Materials. Vol.1. 167-172 (2000)
• [Publications] N.Yoshii et.al.: "A Molecular dynamics study of equation of state of water using a fluctuating charge model"Chem.Phys.Lett.. Vol.317. 414-420 (2000)
• [Publications] 塚田捷 et.al.: "走査プローブ顕微鏡の理論-その現状と新展開-"表面科学. 20・5. 306-312 (2000)
• [Publications] 篠田渉,岡崎進: "分子動力学シミュレーションによる脂質二重層膜の構造と動力学"電気化学. 68・2. 129-133 (2000)
• [Publications] 吉井範行 他: "超臨界水・水溶液の計算機シミュレーション"高圧力の科学と技術. 10・4. 275-282 (2000)
• [Publications] K.Yokoyama et.al.: "Optical beam deflection noncontact atomic force microscope with three-dimensional beam adjustment mechanism"Rev.Sci.Instrum.. 71・1. 128-132 (2000)
• [Publications] K.Yokoyama et.al.: "Atomic Resolution Imaging on Si(100)2x1 and Si(100)2x1 : H Surfaces with Noncontact Atomic Force Microscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. 39・2A. L113-L115 (2000)
• [Publications] T.Uchihashi et.al.: "Identification of B-Form DNA in an Ultrahigh Vacuum by Noncontact-Mode Atomic Force Microscopy"Langmuir. 16・3. 1349-1353 (2000)
• [Publications] S.Morita et.al.: "Defects and their charge imaging on semiconductor surfaces by noncontact atomic force microscopy and spectroscopy"Journal of Crystal Growth. Vol.210. 408-415 (2000)
• [Publications] S.Morita et.al.: "Correlation of frequency shift discontinuity to atomic positions on a Si(111)7x7 surface by noncontact atomic force microscopy"Nanotechnology. Vol.11. 120-123 (2000)
• [Publications] T.Arai and M.Tomitori: "Atomic force microscope tip sharpening and evaluation by electric field confinement using a metal grid approached to the tip"J.Vac.Sci.Technol.B. 18・2. 648-652 (2000)
• [Publications] Y.Sugawara et.al.: "Noncontact AFM imaging on Al-adsorbed Si(111) surface with an empty orbital"Appl.Surf.Sci.. 157・4. 239-243 (2000)
• [Publications] T.Uchihashi et.al.: "High-resolution imaging of organic monolayers using noncontact AFM"Appl.Surf.Sci.. 157・4. 244-250 (2000)
• [Publications] N.Suehira et.al.: "Development of low temperature ultrahigh vacuum noncontact atomic force microscope with PZT cantilever"Appl.Surf.Sci.. 157・4. 343-348 (2000)
• [Publications] R.Nishi et.al.: "Phase change detection of attractive force gradient by using a quartz resonator in noncontact atomic force microscopy"Appl.Surf.Sci.. 157・4. 332-336 (2000)
• [Publications] M.Ashino et.al.: "Atomic-scale structure on a non-stoichiometric TiO_2(110) surface studied by noncontact AFM"Appl.Surf.Sci.. 157・4. 212-217 (2000)
• [Publications] T.Arai and M.Tomitori: "Bias dependence of Si(111)7x7 images observed by noncontact atomic force microscopy"Appl.Surf.Sci.. 157・4. 207-211 (2000)
• [Publications] T.Arai and M.Tomitori: "Simultaneous Imaging of Tunneling Current Variation by Noncontact Atomic Force Microscopy in Ultrahigh Vacuum"Jpn.J.Appl.Phys.. 39・6B. 3753-3757 (2000)
• [Publications] M.Ashino et.al.: "Structures of an Oxygen-Deficient TiO_2(110) Surface Studied by Noncontact Atomic Force Microscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. 39・6B. 3765-3768 (2000)
• [Publications] T.Uchihashi et.al.: "Carbon-Nanotube Tip for Highly-Reproducible Imaging of Deoxyribonucleic Acid Helical Turns by Noncontact Atomic Force Microscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. 39・8B. L887-L889 (2000)
• [Publications] M.Ashino et.al.: "STM and atomic-resolution noncontact AFM of an oxygen-deficient TiO_2(110) surface"Phys.Rev.B. 61・20. 13955-13959 (2000)
• [Publications] Y.Sugawara et.al.: "Noncontact AFM imaging on a Si(111)2x1-Sb surface with occupied lone-pair orbitals"Appl.Phys.A. Vol.71(In press). (2000)
• [Publications] R.Nishi et.al.: "A noncontact atomic force microscope in air using a quartz resonator and the FM detection method"Appl.Phys.A. Vol.71(In press). (2000)
• [Publications] T.Arai and M.Tomitori: "Simultaneous imaging of tunneling current and damping energy by noncontact-AFM in ultrahigh vacuum"Appl.Phys.A. Vol.71(In press). (2000)
• [Publications] S.Morita and Y.Sugawara: "Microscopic Contact Charging and Dissipation"Thin Solid Films. (In press). (2001)
• [Publications] 森田清三,菅原康弘: "ナノ力学に基づいた原子分子技術"生産と技術. 52・2. 9-14 (2000)
• [Publications] 森田清三,菅原康弘: "原子間力顕微鏡による帯電素過程の研究"静電気学会誌. 24・1. 8-14 (2000)
• [Publications] 森田清三: "21世紀のナノテクノロジー"KAST Report[(財)神奈川科学技術アカデミー]. 12・1. 2-7 (2000)
• [Publications] 富取正彦,新井豊子: "<トンネル顕微鏡技術の基礎>装置・手法としての可能性と限界"応用物理. 69・4. 435-438 (2000)
• [Publications] 森田清三: "次世代ナノテクノロジー"大阪大学工業会誌「テクノネット」. No.511. 24-27 (2000)
• [Publications] 森田清三,菅原康弘: "非接触原子間力顕微鏡と原子分子のナノ力学"学術月報. 53・12. 1319-1324 (2000)
• [Publications] K.Kobayashi et al.: "Imaging of Fullerene Molecules on Si(111)-7x7 Surface with NC-AFM"Applied Surface Science. 157・4. 228-232 (2000)
• [Publications] S.P.Jarvis et al.: "Normal and lateral force investigation using magnetically activated force sensors."Applied Surface Science. 157・4. 314-319 (2000)
• [Publications] S.Yamamoto et al.: "Differentiation of Au islands on Ni Film by Friction Force Microscopy, Force Curve and New Force Modulation Method"Jpn.J.Appl.Phys.. 39・6B. 3717-3720 (2000)
• [Publications] Y.Saya et al.: "Investigations of Nonswitching Regions in Ferroelectric Thin Films Using Scanning Force Microscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. 39・6B. 3799-3803 (2000)
• [Publications] K.Kobayashi et al.: "Structures and Electrical Properties of Fullerene Thin Films on Si(111)-7x7 Surface Investigated by Non-contact Atomic Force Microscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. 39・6B. 3827-3829 (2000)
• [Publications] T.Fukuma et al.: "Nanometer-Scale Characterization of Ferroelectric Polymer Thin Films by Variable-Temperature Atomic Force Microscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. 39・6B. 3830-3833 (2000)
• [Publications] T.Horiuchi et al.: "In-Situ Observation of Oxidization Process at the Most Upper Surfaces by X-ray Surface Propagation Waves"Mat.Res.Soc.Symp.,Proc.. Vol.591. 15-18 (2000)
• [Publications] K.Ishida et al.: "Structural and Electronic Characterization of Epitaxially-groen Ferroelectric vinylidene Fluoride Oilgomer Thin Films"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. Vol.600. 101-106 (2000)
• [Publications] K.Noda et al.: "Structures and Ferroelectric Natures of Epitaxially Grown Vinylidene Fluoride Oligomer Thin Films"Jpn.J.Appl.Phys.. 39・11. 6358-6363 (2000)
• [Publications] H.Sugimura et al.: "Micropatterning of alkyl and fluoroalkylsilane self-assembled monolayers using vacuum ultra-violet light"Langmuir. 16・3. 885-888 (2000)
• [Publications] H.Sugimura et al.: "Photodegradation of organosilane self-assembled monolayers irradiated with an excimer lamp"J.Photopolym.Sci.Technol.. 13・1. 69-74 (2000)
• [Publications] N.Tajima et al.: "Nanomechanical properties of amorphous carbon and carbon nitride thin films prepared by shielded arc ion plating"Amorphous and nanostructured carbon, Edited by J.Robertson, J.P. Sullivan,O.Zhou,T.B.Allen and B.F.Coll, Materials Research Soceiy Peoceedings. Vol.593. 371-376 (2000)
• [Publications] L.Sirghi et al.: "Effect of the Sample Topography on the Adhesive Force in Atomic Force Spectroscopy Measurements in Air"Langmuir. 16・20. 7796-7800 (2000)
• [Publications] 杉村博之,高井治: "耐摩耗性被膜のナノインデンテーション"表面技術. 51・3. 270-275 (2000)
• [Publications] S.Akanuma et al.: "Further improvement of the thermal stability of a partially stabilized Bacillus subtilis 3-isopropylmalate dehydrogenase variant by random and site-directed mutagenesis"Eur.J.Biochem.. Vol.260. 499-504 (2000)
• [Publications] H.Hamada et al.: "Medium temperature, 310K, provides single crystals of orotate phophoribosyltransferase from Thermus thermophilus"Acta Cryst.D. Vol.55. 345-346 (2000)
• [Publications] A.Ikai and T.Wang: "Protein Stretching IV. Analysis of the Force-Extension Curves"Jpn.J.Appl.Phys.. 39・6B. 3784-3788 (2000)
• [Publications] K.Mitsui et al.: "Dynamic Measurement of Single Protein's Mechanical Properties"Biochem.Biophys.Res.Commun.. Vol.272. 55-63 (2000)
• [Publications] M.Masuko et al.: "Fluorescence resonance energy transfer from pyrene to perylene labels for nucleic acid hybridization assays under homogeneous solution condition"Nucleic Acids Research. 28・8. e34(i-viii) (2000)
• [Publications] N.Lu et al.: "Crystallization and initial X-ray analysis of alkaline xylanase"Acta Cryst.D. Vol.56. 464-465 (2000)
• [Publications] R.Yatsunami et al.: "A novel bacteriorhodopsin-like protein from Haloarcula japonica strain TR 1 : Gene cloning, sequencing and transcript analysis"Extremophiles. Vol.4. 109-114 (2000)
• [Publications] H.Ohtani et al.: "Dynamics of the fluorescence properties of pyrene residues appended to oligonucleotide hybridization probes"Nucleic Acids Symp.Ser.. No.44. 51-52 (2000)
• [Publications] T.Sato et al.: "Enhancement in the perfection of orthorhombic lysozyme crystals in a high magnetic field(10T)"Acta cryst.D. Vol.56. 1079-1083 (2000)
• [Publications] Z.Nurachman et al.: "Crystal structure of 3-isopropylmalate dehydrogenases with mutations at the C-terminus : crystallographic analysis of structure-stability relationship"Protein Eng.. 13・4. 253-258 (2000)
• [Publications] T.Hori et al.: "The initial step of the thermal unfolding of 3-isopropylamalate dehydrogenase detected by the temperature-jump Laue method"Protein Eng.. 13・8. 527-533 (2000)
• [Publications] H.Motoshima et al.: "Crystal Structure of the Pyridoxal 5'-phosphate Dependent L-Methinine γ-Lyase from Pseudomonas putida"J.Biochem.. Vol.128. 349-354 (2000)
• [Publications] N.Tanaka and T.Oshima: "Structure and Thermostability of 3-Isopropyomalate dehydrogenase"Protein and Peptide Letters. 7・5. 333-340 (2000)
• [Publications] A.Idiris et al.: "Spring Mechanics of Alpha-Helical Polypeptide"Protein Engineering. (In press). (2000)
• [Publications] M.T.Alam and and A.Ikai: "Detection of Two Conformers of Bovine Carbonic Anhydrase by Atomic Force Microsope"Applied Physics. (In press). (2000)
• [Publications] A.Ikai and A.Ydiris: "Force-Extension Curve of Dimerized Poly-glutamic Acid"Applied Physics. (In press). (2000)
• [Publications] 岡崎進: "コンピュータ・シミュレーションの基礎"化学同人. 228 (2000)
• [Publications] 森田清三 編著 他: "走査型プローブ顕微鏡-基礎と未来予測-"丸善株式会社. 181 (2000)
• [Publications] 森田清三: "はじめてのナノプローブ技術(ビギナーズブックス18)"株式会社 工業調査会. 194 (2001)
• [Publications] 猪飼篤: "走査型プローブ顕微鏡(基礎生化学実験法 第2巻)"東京化学同人. 9 (2001)