2007 Fiscal Year Annual Research Report
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18063015
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
浦岡 行治 Nara Institute of Science and Technology, 物質創成科学研究科, 准教授 (20314536)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 篤志 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (90274505)
山本 伸一 神戸工業高等専門学校, 電気工学科, 准教授 (70399260)
畑山 智亮 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教 (90304162)
矢野 裕司 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教 (40335485)
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| Keywords | バイオテクノロジー / タンパク / 自己組織化材料 / ナノドット / 配置制御 / MOSトランジスタ / 単電子 / クーロンブロケード |
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| Research Abstract |
本研究では、生体超分子や有機分子など、自己組織化能力をもつ新しい材料を導入し、新しい半導体デバイスプロセスを提案する。
フェリチン超分子をナノ粒子配置のための輸送手段として利用し、基板-タンパク質間に働く静電相互作用を精緻に制御することで、高密度単層ナノドット配置からナノドット1個つつの位置制御まで、各種のナノドット配置が実現できることを示した。吸着過程の相互作用場を解析することにより用途に応じた吸着系を設計でき、また、必要に応じて適切なタンパク質遺伝子改変を行うための指針を得ることができた。
籠状タンパク質であるフェリチン(コア直径7nm)とそれよりひとまわり小さいリステリアフェリチン(コア直径4.5nm)を用いて均一なナノ粒子を合成し、Si基板上に形成するナノドットニ次元配列のドット密度とサイズを制御した。ナノドット単層配列をSiO_2膜で埋め込んだMOSキャパシタ作製プロセスの確立を行った。作製したMOSキャパシタの電気特性(C-V)測定により、ナノドット二次元配列への電荷注入挙動に与えるドット密度とサイズの影響について明らかにした。
タンパクが持つ特定材料に対する親和性を利用して単電子トランジスタを作製した。ある種のフェリチンタンパクには、チタン表面に対して強い親和性を示す。シリコン酸化膜上にチタン(吸着材料)と金(非吸着材料)で積層したナノギャップ電極構造を作製した。タンパクはチタン表面に横方向から自己集合的に吸着される。、クーロン島(ナノ粒子)を二つのトンネルギャップではさむ単電子構造を実現し、低温(4.2K)でクーロンプロッケード現象を確認した。
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