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誘電泳動法による分子配向制御を応用した1分子トンネル電流識別法の創成

研究課題

研究課題/領域番号 17K19033
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 ナノマイクロ科学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

筒井 真楠  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50546596)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワードトンネル電流 / 1分子 / MEMS / 単分子 / シークエンサー / 分子エレクトロニクス / 誘電泳動 / トンネル / マイクロ・ナノデバイス / ナノコンタクト / 量子閉じ込め / 界面 / トンネル現象 / バイオテクノロジー / バイオ関連機器
研究成果の概要

本研究では、誘電泳動法を応用した1分子電流検出法の創成を目的とした。まず、電子線描画法等のナノ加工技術を駆使し、絶縁層(SiO2)で表面を保護したAu ナノ接合をフレキシブルな基板上に作製した。これを用いて、ナノ電極間に交流電圧を加えた状態で1分子コンダクタンス測 定を実施した。その結果、高周波電界の強度や周波数に応じて、1分子コンダクタンスのばらつきが変化する傾向が観測された。その変化は、長鎖アルカンジチオールではほとんど現れず、分子長が短いπ共役系分子において顕著であった。これにより、誘電泳動の原理によって、ナノ電極間にトラップされた1個の分子の配向が制御可能であることが実証できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本成果によって、トンネル電流法による1塩基分子識別の精度向上が見込める。特に、本手法はナノ電極間にAC電圧を印加するだけで済むため、従来技術に容易に応用することが可能なものである。今後、当該手法が1分子測定に広く応用されることで、1分子シークエンサーや分子エレクトロニクスの実現に大きく貢献できると期待される。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Measuring Single-Molecule Conductance at An Ultra-Low Molecular Concentration in Vacuum2018

    • 著者名/発表者名
      Liu Bo、Tsutsui Makusu、Taniguchi Masateru
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 9 号: 6 ページ: 282-282

    • DOI

      10.3390/mi9060282

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detecting Single-Nucleotides by Tunneling Current Measurements at Sub-MHz Temporal Resolution2017

    • 著者名/発表者名
      Takanori Morikawa, Kazumichi Yokota, Sachie Tanimoto, Makusu Tsutsui, Masateru Taniguchi
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 17 号: 4 ページ: 885-885

    • DOI

      10.3390/s17040885

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Single Molecule Conductance Measurements under High Temperature in Vacuum2019

    • 著者名/発表者名
      Bo Liu, Makusu Tsutsui, masateru Taniguchi
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Detection of Single-Molecule at an Ultra-Low Molecular Concentration in Vacuum2018

    • 著者名/発表者名
      Bo Liu, Makusu Tsutsui, Masateru Taniguchi
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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