静電応力駆動型単分子スイッチの創製

• 研究課題/領域番号: 22710131
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 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, 助教 (50546596)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2011年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2010年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 分子デバイス / ナノコンタクト

研究概要

エレクトロマイグレーション自己破断接合法による分子サイズギャップ電極作製技術を開発し、同技術を応用して面内型ゲーティングナノポアを作製した。このデバイスを用いて、電極間に発生させた静電場の影響により、電極間を移動する単一分子の移動速度が大きく低下することを明らかにした。以上の結果は、電極間に架橋した分子の配向・形状を静電場で制御するタイプの静電応力駆動型単分子スイッチを設計する上での指針となる。

研究成果

• [雑誌論文] Single-nanoparticle detection using a low-aspect-ratio pore (2012)
  • 著者名/発表者名: Makusu Tsutsui, Sadato Hongo, Yuhui He, Masateru Taniguchi, Nobuhiro Gemma, and Tomoji Kawai
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 6巻(in press) 号: 4 ページ: 3499-3505
  • DOI: 10.1021/nn300530b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unsymmetrical hot electron heating in quasi-ballistic nanocontacts (2012)
  • 著者名/発表者名: Makusu Tsutsui, Masateru Taniguchi, and Tomoji Kawai
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 2巻 ページ: 217-217
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unsymmetrical hot electron heating in quasi-ballistic nanocontacts (2012)
  • 著者名/発表者名: 筒井真楠
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 2 号: 1 ページ: 217-217
  • DOI: 10.1038/srep00217
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical detection of single methylcytosines in a DNA oligomer (2011)
  • 著者名/発表者名: Makusu Tsutsui, Kazuki Matsubara, Takahito Ohshiro, Masayuki Furuhashi, Masateru Taniguchi, and Tomoji Kawai
  • 雑誌名: Journal of American Chemical Society 巻: 133巻 ページ: 9124-9128
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-molecule sensing electrode embedded in-plane nanopore (2011)
  • 著者名/発表者名: Makusu Tsutsui, Sakon Rahong, Yoko Iizumi, Toshiya Okazaki, Masateru Taniguchi, and Tomoji Kawai
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 1巻 ページ: 46-46
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-Molecule Sensing Electrode Embedded in-plane Nanopore (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoji Kawai
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 1 号: 1 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1038/srep00046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical Detection of Single Methylcytosines in a DNA Oligomer (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoji Kawai
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 133 号: 23 ページ: 9124-9128
  • DOI: 10.1021/ja203839e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomically controlled fabrications of subnanometer scale electrode gap (2010)
  • 著者名/発表者名: Makusu Tsutsui, Takahito Ohshiro, Kazuki Matsubara, Masayuki Furuhashi, Masateru Taniguchi, and Tomoji Kawai
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 108巻 ページ: 64312-64312
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-molecule identification via electrical current noise (2010)
  • 著者名/発表者名: Makusu Tsutsui, Masateru Taniguchi, and Tomoji Kawai
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 1巻 ページ: 138-138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomically controlled fabrications of subnanometer scale electrode gaps (2010)
  • 著者名/発表者名: 筒井真楠
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 108 ページ: 64312-64312
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-molecule identification via electrical current noise (2010)
  • 著者名/発表者名: 筒井真楠
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 1 ページ: 138-138
  • 査読あり
• [学会発表] ナノ電極による非標識DNAのメチル化検出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 筒井真楠
  • 学会等名: 日本化学会第92回春季年会
  • 発表場所: 慶応大学(神奈川県)
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] 低アスペクト比ポア構造を用いた単一粒子検出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 筒井真楠
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] Heat dissipation in a current-carrying quasiballistic atom-sized contact (2012)
  • 著者名/発表者名: 筒井真楠
  • 学会等名: The 15th SANKEN International Symposium 2012
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2012-01-12
• [学会発表] Heat dissipation in a current-carrying quasiballistic atom-sized contact (2012)
  • 著者名/発表者名: 筒井真楠
  • 学会等名: The 15^<th> SANKEN International Symposium 2012
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2012-01-12
• [学会発表] In-plane gating nanopore for single-molecule electrical DNA sequencing (2011)
  • 著者名/発表者名: 筒井真楠
  • 学会等名: 7th Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2011-11-10
• [学会発表] In-plane gating nanopore for single-molecule electrical DNA sequencing (2011)
  • 著者名/発表者名: 筒井真楠
  • 学会等名: 7^<th> Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2011-11-10
• [学会発表] In-plane型ゲーティングナノポアを用いた単分子電気伝導度計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 筒井真楠
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形県)
  • 年月日: 2011-09-02
• [学会発表] コンフィギュレーションスイッチング単一分子デバイスの動作機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 九州工業大学(福岡県)
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 金単原子接合に生じるジュール熱評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 筒井真楠
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 九州工業大学(福岡県)
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 金単原子接合に生じるジュール熱評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 筒井真楠
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 九州工業大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] コンフィギュレーションスイッチング単一分子デバイスの動作機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 九州工業大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 分子運動スイッチ単分子デバイスの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学文教キャンパス(長崎県)
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] 分子運動スイッチ単分子デバイスの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 谷口正輝
  • 学会等名: 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学文教キャンパス
  • 年月日: 2010-09-16
• [産業財産権] 電界を用いた表面電界制御による1分子生体分子の速度制御技術とそのデバイス制御方法 (2012)
  • 発明者名: 川合知二、筒井真楠、谷口正輝
  • 権利者名: 大阪大学
  • 産業財産権番号: 2012-017325
  • 出願年月日: 2012-01-30