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原子・分子分解能を有する走査型化学力顕微鏡の開発

研究課題

研究課題/領域番号 11355036
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 工業物理化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

藤平 正道  東京工業大学, 大学院生命理工学研究科, 教授 (40013536)

研究分担者 菅 耕作  東京工業大学, 大学院生命理工学研究科, 助教授 (90016642)
秋葉 宇一 (秋場 宇一)  東京工業大学, 大学院生命理工学研究科, 助手 (60184107)
安武 正敏  セイコーインスツルメンツ株式会社科学機械事業部, 技術部専門部長(研究職)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
32,220千円 (直接経費: 31,200千円、間接経費: 1,020千円)
2001年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2000年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1999年度: 24,400千円 (直接経費: 24,400千円)
キーワード化学力顕微鏡 / AFM探針の化学修飾 / 原子・分子分解能 / 自己組織化単分子膜 / 化学識別 / 剛直分子 / 液中観察 / 原子間力顕微鏡 / 走査型化学力顕微鏡 / パルスフォースモードAFM / 短針の化学修飾 / 力-距離曲線測定 / プローブ分子 / 探針の化学修飾
研究概要

本研究では、1)AFM探針の形状のさらなる先鋭化とその先端琴面の化学修飾法を改良して、真の原子・分子分解能の化学力顕微鏡用AFM探針を開発し、2)高真空下での力-距離曲線測定の高分解能化を達成して、真の原子・分子分解を有する化学力顕微鏡を開発することを目的として研究してきた。またこの技術をさらに発展させて、水溶液中での生体膜類似表面の高分解能での化学力顕微鏡観察も試みてきた。1)におけるAFM探針先端の先鋭化については、剛直な分子からなる自己組織化単分子膜中に埋め込まれた背の高い剛直な孤立単一分子を用いることを試みた。この目的達成のためには、まず剛直な構造を持ち、安定塗自己組織化単分子膜を形成できる系を構築することが要求された。しかも、埋め込む単一分子の分子長を考慮すると、単分子膜形成用分子としたは、分子長はできるだけ短いことが望まれた。このために分子長は毎いが分子間相互作用が十分高く、安定な自己組織化単分子膜を形成できると期待されたビシクロオクタン骨格を持つ新規なジスルフィド化合物を合成し、Au(111)表面上に自己組織化単分子膜を形成することを試みた。期待通り安定な自己組織北学分子膜の形成に成功した、また、このビシクロオクタン骨格を持つ新規なジスルフィド化合物では、その先端に水素以外に電気陰性度の高いハロゲン原子を導入でき、2成分混合単分子膜中での原子・分子分解能を検討するための理想的な試料となることも走査トンネル顕微鏡による観察から判明した。2)については、現時点では、究極の原子・分子分解能には至ってはいないが、単一分子あるいは数分子の集合体は観察できるようになってきている。水中測定でも同様である。但し、本研究に引き続き、学術創成研究で本研究をさちに発展させる機会を与えられたので、究極の目的も近い将来達成できる見込みである。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2001 2000 その他

すべて 雑誌論文 (10件) 文献書誌 (18件)

  • [雑誌論文] Novel self-assembled monolayers of disulfides with bicyclo[2,2,2]octane moieties on Au (111)2001

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Fujii
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      ページ: 1688-1689

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Chemical force microscopy of self-assembled monolayers on sputtered gold films patterned by phase-separation2001

    • 著者名/発表者名
      Masamichi Fujihira
    • 雑誌名

      Ultramicroscopy 86

      ページ: 63-73

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] NOvel self-assembled monolayer of dissulfides with bicyclo[2,2,2]octane moieties on Au (111)2001

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Fujii
    • 雑誌名

      Chem.Commun.

      ページ: 1688-1689

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular dynamic simulation of friction between an ordered organic monolayer and a rigid slider with an atomic scale protuberance2000

    • 著者名/発表者名
      Takuya Ohzono
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 62

      ページ: 17055-17071

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Chemical force microscopy of -CH_3 and -COOH terminal groups in mixed self-assembled monolayers by pulsed-force-mode atomic force microscopy2000

    • 著者名/発表者名
      Yoh Okabe
    • 雑誌名

      Appl. Surf. Sci. 157

      ページ: 398-404

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Self-assembled monolayers containing biphenyl derivatives as challenge for nc-AFM2000

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Nakasa
    • 雑誌名

      Appl. Surf. Sci. 157

      ページ: 326-331

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Chemical Force Microscopy of Microcontact-Printed Self-Assembled Monolayers by Pulsed-Force-Mode Atomic Force Microscopy2000

    • 著者名/発表者名
      Yoh Okabe
    • 雑誌名

      Ultramicroscopy 82

      ページ: 203-212

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular dynamic simulaltion of friction between an ordered organic monolayer and a rigid slider with an atomic scale protuberance2000

    • 著者名/発表者名
      Takuya Ohzono
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 62

      ページ: 17055-17071

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Chemical force microscopy of -CH_3 and -COOH terminal groups in mixed self-assembled monolayers by pulsed-force-mode atomic force microscopy2000

    • 著者名/発表者名
      Yoh Okabe
    • 雑誌名

      Appl.Surf.Sci. 157

      ページ: 398-404

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Self-assembled monolayers containing biphenyl derivatives as challenge for nc-AFM2000

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Nakasa
    • 雑誌名

      Appl.Surf.Sci. 157

      ページ: 326-331

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masarnichi Fujihira, Manabu Furugori, Uichi Akiba, Yuki Tani: ""Study of microcontact printed patterns by chemical force microscopy""Ultramicroscopy. 86. 75-83 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Masamichi Fujihira, Yuki Tani, Manabu Furugori, Uichi Akiba, Yoh Okabe: "Chemical force microscopy of self-assembled monolayers on sputtered gold films patterned by phase-separation"Ultramicroscopy. 86. 63-73 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.J.Kwak, T.Hosokawa, N.Yamamoto, H.Muramatsu, M.Fujihira: "Near-field fluorescence imaging and simultaneous observation of surface potentials"J. Microscopy. 202. 413-419 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Fujii, U.Akiba, M.Fujihira: "Novel self-assembled monolayers of disulfides with bicyolo[2, 2, 2]octane moieties on Au (111)"J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1688-1689 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Wakamatsu, U.Akiba, M.Fujihira: "Electronic Tunneling through a Single Molecule Embedded in Self-assembled Monolayer Matrices"Colloids and Surfaces A. 198-200. 785-790 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 藤平正道: "走査プローブ顕微鏡によるナノ構造形成とその機能評価"高分子. 50. 304-307 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Akihiko Nakasa,Uichi Akiba,Masamichi Fujihira,: "Self-asscmbled monolayers containing biphenyl derivatives as challenge for nc-AFM"Appl.Surf.Sci.. 157. 326-331 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yoh Okabe,Uichi Akiba,Masamichi Fujihira: "Chemical force microscopy of-CH_3 and-COOH terminal groups in mixed self-assermbled monolayers by pulsed-force-mode atomic force microscopy"Appl.Surf.Sci.. 157. 398-404 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuto Yagi and Masamichi Fujihira,: "Study of mixed Langmuir-Blodgett films of hydrocarbon and fluorocarbon amphiphilic compounds by scanning surface potential microscopy and friction force microscopy"Appl.Surf.Sci.. 157. 405-411 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Takuya Ohzono and Masamichi Fujihira: "Effect of an atomic scale protrusion on a tip surface on molecular stick-slip motion and friction anisotropy in friction force microscopy"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 6029-6034 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Takuya Ohzono and Masamichi Fujihira: "Molecular dynamic simulation of friction between an ordered organic monolayer and a rigid slider with an atomic scale protuberance"Phys.Rev.B. 62. 17055-17071 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Takuya Ohzono and Masamichi Fujihira,: "Simulations of Friction Anisotropy on Ordered Organic Monolayer"Tribol.Lett.. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Masamichi Fujihira: "Kelvin Probe Force Microscopy of Molecular Surfaces"Annu. Rev. Mater. Sci.. 29. 353-380 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Fujihira,T.Ohzono: "Bases of Chemical Force Microscopy by Friction"Jpn. J. Appl. Phys.. 38. 3918-3931 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Okabe,M.Furugori,Y.Tani,U.Akiba,M.Fujihira: "Chemical Force Microscopy of Microcontact-Printed Self-Assembled Monolayers by Pulsed-Force-Mode Atomic Force Microscopy"Ultramicroscopy. 82. 203-212 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Fujihira,Y.Okabe,Y.Tani,M.Furugori,U.Akiba: "A novel cleaning method of gold-coated atomic force microscope tips for their chemical modification"Ultramicroscopy. 82. 203-212 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] A.Nakasa,U.Akiba,M.Fujihira: "Self-assembled monolayers containing biphenyl derivatives as challenge for nc-AFM"Appl. Surf. Sci.. 922(印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Okabe,U.Akiba,M.Fujihira: "Chemical force microscopy of-CH3 and COOH terminal groups in mixed self-assembled monolayers by pulsed-force-mode atomic force microscopy"Appl. Surf. Sci.. 922(印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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