2016 Fiscal Year Annual Research Report
Single-molecule detection of photoinduced electron transfer and its application to photovoltaic devices
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26288070
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
西野 智昭 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80372415)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
椎木 弘 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70335769)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 分析化学 / 生体機能利用 / 表面・界面物性 / 1分子計測（SMD） / 原子・分子物理 / 分子探針 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光誘起電子移動を単分子レベルにて計測できる手法の開発を行った．単分子レベルにおける電子輸送について最近多数の研究報告がなされているものの，光誘起電子移動の単分子検出は報告がなく，本研究が初めてのものである．計測には，モデル系として，フラーレン（C60）とポルフィリン（Por）を用いた．即ち，STMの金属製探針にフラーレン分子を固定化し（C60分子探針），これをPorのごく近傍まで接近させた後，両者の距離を徐々に引き離しながら光照射下にてC60－Por間の電流を計測した．このような測定により，光励起されたPorからC60探針への光誘起電子移動の単分子検出できることを明らかにした．
さらに，本年度は計測系の改善を行った．昨年度までは基板としてAu表面を用い，ここに試料ポルフィリン分子を固定化し測定を行っていた．しかし，Au表面はエネルギー移動によってポルフィリンの励起状態を消光することが知られている．従って，この消光を防ぐことができれば，昨年度までに観測することに成功した単分子の光誘起電子移動をより精度よく検出できると期待できる．そこで，Auに変え酸化インジウムスズ（ITO）を基板として用いた．ITOは3 eV程度のバンドギャプを有していることから，上記の消光の原因となるエネルギー移動を防げることがバルクの測定から明らかになっている．実験では，ITO基板上にシランカップリング，さらに求核置換反応によりポルフィリンを固定した．フラーレン分子探針を用い，光照射下にて電流計測を行ったところ，Auを基板として用いた場合よりもより大きな光誘起電子移動を観測することに成功した．計測の精度向上により，生体分子などより複雑な系に対しても適用可能性が拡がったものと期待できる．
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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