2016 Fiscal Year Research-status Report
ナノスケール流体制御を用いた分子デバイスの階層化と情報処理に関する研究
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16K21143
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
大塚 洋一 大阪大学, 理学研究科, 助教 (70756460)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ナノピペット / パターニング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１：ナノピペットを用いた分子パターニングを行うための装置の開発：分子パターニング装置は、ナノピペットの固定部品、3次元自動ステージ、顕微鏡、制御用コンピュータから構成されている。ナノピペットは分子溶液を入れたシリンジと接続されており、外部電源を使って分子溶液に電圧を印加する。ナノピペットはプラーを用いて自作し、ナノスケールの開口部を形成できることを確認した。また、基板表面に対するナノピペット先端の位置制御を行うためのプログラムを新たに開発した。
２：分子溶液のパターニング条件の検討：本実験装置を用いて、帯電した分子溶液をナノピペット先端部から吐出しながら、基板表面上にパターニングを行う条件を検討した。クエン酸修飾金ナノ粒子分散溶液を用いて、ナノピペットの走査速度とパターンの線幅の相関を検討したところ、１０マイクロメートル／秒以下の走査速度で、安定的にパターンを形成することができ、最小の線幅は平均値として９００ナノメートルであることを見いだした。印加電圧と線幅の相関を検討したところ、プローブ先端部分の分子溶液の電界強度の増加の二乗の関係で、線幅が増加することを見いだした。
また、質量分析装置を用いた分子溶液の付与方法に関する研究では、直流高電圧を印加した溶液を、基板上で直径５から６マイクロメートルの領域に付与できること、さらに溶液中の成分をイオン化し質量分析装置で計測できることを見いだした。この結果は分子溶液の帯電を維持しながら基板上に付与できる事を示している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
分子パターニング装置の開発に際して、本予算では導入することが困難な物品（超高倍率カメラシステム、交流電圧電源）の導入を行う時期が遅延したため、計画２の交流電圧を用いた検討と、計画３のシータナノピペットを用いた検討が遅延している。上記両装置の手当てが完了したので、今後速やかに検討を行う計画である。計画３は次年度に検討を行う計画である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２９年度は、階層化された分子デバイスの構築に関する研究を行う。今年度に得られた分子パターニングの実験パラメータを活用し、電極間に配向された分子のパターンを形成し、その電気特性評価を行う計画である。
また、今年度の研究の結果、実験の再現性の向上のために、プローブ先端部分と基板の距離を精密に制御する技術が必要であることが明らかとなった。そこで平成２９年度はプローブが基板と接触していることを高感度に検出する技術の導入を検討する。
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| Causes of Carryover |
他の競争的資金を活用して、備品および消耗品を購入したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度の研究の結果、プローブ先端部分と基板の距離を精密に制御する技術が必要であることが明らかとなった。プローブが基板と接触していることを高感度に検出する技術開発に次年度使用額を充当する。
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