単一分子セル構造によるナノスケール電位情報の運用技術開発

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21510122
• Research Institution: National Institute of Information and Communications Technology
• Principal Investigator: 田中 秀吉 独立行政法人情報通信研究機構, 総合企画部・企画戦略室, プランニングマネージャー (40284608)
• Keywords: STM / NCAFM / SKPM / 分子ナノセル / LCPD

Research Abstract

昨年度に、分子ナノセルのコンセプトモデルとして合成した、分子内中心に配置される金属元素(Ni、Co、Zn)がそれぞれ異なるポルフィリン誘導体分子ユニットに対して、STM、NCAFM、SKPMによる高分解能観測を行い、その見え方の違いを定量的に比較するための技術評価と装置改良を実施した。特に、昨年度までに観測されたSTMとNCAFMでの個々の分子の見え方の違いがどういった要因によるものなのかについて具体的に評価するためにSKPMによる観測を進めるとともに、動作の安定性と得られるデータの信頼性向上に努めた。取得データの定量性と信頼性を高めるためには、同一の分子に対して、同時にNCAFMとSKPM観測を行うことが有効と考え、カンチレバーの基準固有振動数にさらに高次のハーモニック信号を重畳しつつそれぞれのモードを同時に自励発振させ、1次振動によるものをSKPM信号、2次振動によるものをNCAFM信号としてそれぞれ同に検出する方式の実装と改良を進めた。試行錯誤の結果、それぞれの検出モードにおける最適な観測条件が大きく異なり、通常の検出感度では同時観測が困難であることが判明したため、これに対応するべく、カンチレバースペックの変更やシグナル検出系の設定感度見直し等を行い一定の成果を得た。さらに観測対象とする分子ユニットについて、これまで取り組んできたポルフィリン系分子だけでなく、一分子内に酸化部位と還元部位を併せ持つ長鎖分子の採用を検討し、分子構造の設計と検討を行った。