2015 Fiscal Year Annual Research Report
新しいセンシングプラットフォームとしての脂質二分子膜単電子トンネリング場の創成
| Project/Area Number |
26620111
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
平野 愛弓 東北大学, 医工学研究科, 准教授 (80339241)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 康男 東京工科大学, 工学部, 教授 (40312673)
庭野 道夫 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (20134075)
山本 英明 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (10552036)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 脂質二分子膜 / 単電子トンネリング / ナノデバイス / 単電子トランジスタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，脂質二分子膜に基づく単電子トランジスタという全く新しいナノバイオデバイスの創製を目的としている．そのための検討項目としては，脂質二分子膜中へのナノ粒子の包埋と確認，デバイス構造のシミュレーション，膜内電極の配置，そしてそれらの統合によるトランジスタの構築が挙げられる．平成27年度は，前年度に引き続き脂質二分子膜へのナノ粒子の包埋について検討し，ナノ粒子の種類によっては，支持二分子膜中には包埋されるが自立型の脂質二分子膜には包埋されないものがあること，自立型の場合は極めて粒径の小さい粒子であれば包埋できることが分かった．一方，支持二分子膜の場合は比較的大きなナノ粒子の包埋が可能であり，形成したナノ粒子含有脂質二分子膜が欠陥の少ない平坦な膜構造をとることが分かった．また，膜内にソース・ドレイン電極を配置するための電極配線シリコンチップの作製を進め，シリコンチップ上への電極配線と電流測定系の構築に成功した．一方，デバイス構造のシミュレーションについては，平成26年度はモンテカルロ法に基づく数値シミュレーションを，平成27年度は固体基板上に形成したナノギャップ電極とナノ粒子を用いたモデル実験を行い，その単一電子特性についてパーコレーション理論に基づく解析を行った．この他，脂質二分子膜へのチャネル分子の包埋確率について遠心力を利用することにより，従来の約6%から70%に向上できることを見出した．また，生体の脂質二分子膜である細胞膜の絶縁性を利用した細胞外電位信号の増幅について検討し，新しい細胞外電位増幅法として提案した．
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[Journal Article] Molecular doping of regioregular poly(3-hexylthiophene) layers by 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane investigated by infrared spectroscopy and electrical measurements2015
Author(s)
Daisuke Tadaki, Teng Ma, Jinyu Zhang, Shohei Iino, Ayumi Hirano-Iwata, Yasuo Kimura, and Michio Niwano
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Journal Title
Jpn. J. Appl. Phys.
Volume: 54
Pages: 091602-1-8
DOI
Peer Reviewed
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