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2011 年度 実績報告書

トップダウン空間規制電極による自己組織的分子機能創発

計画研究

研究領域分子ナノシステムの創発化学
研究課題/領域番号 20111016
研究機関大阪大学

研究代表者

松本 卓也  大阪大学, 理学研究科, 教授 (50229556)

キーワードナノ電極 / 自己組織化 / 分子エレクトロニクス / バイオチップ / 分子認識
研究概要

これまで、シトクロムcとMn12核錯体をRedox分子として用いたネットワークにおいて、低次元クーロンプロッケードモデルで良く説明される電流-電圧特性を見出してきた。電流-電圧曲線は閾値特性を示すので、このようなネットワークをデバイスとして用いれば、確率共鳴現象を示すと考えられる。そこで、閾値以下の微弱信号にノイズを重ねて入力し、入力信号の回復を試みた。出力信号の評価方法として、入力と出力の間で相関係数を求める方法と、出力信号をフーリエ変換し、入力と同じ周波数成分のS/N比を求める方法を採用した。相関係数、S/N比ともに、ノイズの振幅の増大とともに立ち上がり、一定値で飽和する特性を示した。シトクロムc、Mn12でともにほぼ等しい特性が得られたことから、酸化還元を行う分子のネットワークでは、普遍的に行うことのできるデバイス動作であると考えられる。
デバイスの電気的特性を明らかにするために、インピーダンス測定を行なった。コール-コールプロットをおこなったところ、きれいな半円形を示し、室温ではRC並列回路であることがわかった。キャパシタ成分の大部分は対向電極間のものである。低温では、R成分が非常に大きくなり、半円形の特性は観測されなかった。従って、低温状態での閾値以下の伝導度は測定不可能なほど低いことがわかった、この結果は、ゼロバイアス周辺での低い伝導度は、クーロン閉塞による本質的なものであり、このデバイス欄値動作を行うスイッチや綱素子として、極めて優れた特性を持っているといえる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究代表者の異動により、すぐに利用できるウェットラボがなくなってしまった。現在立ち上げ中であるが、これに伴いDNA以外のポリアニオンなど、研究の中で物質探索的な部分に遅れが出ている。

今後の研究の推進方策

ナノプリンティングにより極電極を形成し、複数入力端子を持つ確率共鳴デバイスとしての動作を目指す。また、研究代表者の移動によるラボの再立ち上げを急いで行い、今年度の研究の遅れを取り戻す

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (12件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Imaging of Transverse Electron Transfer through a DNA Molecule by Simultaneous Scanning Tunneling and Frequency-Modulation Atomic Force Microscopy2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Maeda, T.Matsumoto, T.Kawai
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 5[4]巻 ページ: 3141-3145

    • DOI

      10.1021/nn200291f

    • 査読あり
  • [学会発表] マンガン核錯体ネットワークアレイを利用した確率共鳴による信号検出2012

    • 著者名/発表者名
      平野義明
    • 学会等名
      2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2012-03-16
  • [学会発表] Noise-Induced Stochastic Enhancement for a Device Based on Redox-Active Huge Moleculeand DNA Nanonetwork2012

    • 著者名/発表者名
      Takuya. Matsumoto
    • 学会等名
      2012 7th Annual IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems (IEEE NEMS 2012)
    • 発表場所
      Kyoto University (Kyoto Japan)
    • 年月日
      2012-03-06
  • [学会発表] 巨大分子ネットワークを用いた確率増幅デバイス2012

    • 著者名/発表者名
      松本卓也
    • 学会等名
      分子ナノシステムの創発化学第3回公開シンポジウム
    • 発表場所
      大阪科学技術センター(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2012-02-04
  • [学会発表] シトクロムcを利用した低次元クーロンネットワークと確率増幅2012

    • 著者名/発表者名
      松本卓也
    • 学会等名
      第24回自律分散システムシンポジウム
    • 発表場所
      神戸ファッションマート・コンベーションルーム(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2012-01-27
  • [学会発表] Electric Properties of Low-Dimensional Coulomb Blockade Array Using Manganese Complex and Cytochrome C, and Noise-Induced Stochastic Resonance2011

    • 著者名/発表者名
      Takuya Matsumoto
    • 学会等名
      International Symposium on Surface Science (ISSS-6)
    • 発表場所
      Tower Hall Funabori Funabori, (Tokyo, Japan)
    • 年月日
      2011-12-14
  • [学会発表] Noise-Induced Stochastic Enhancement for a Device Based on Redox-Active Huge Molecule and DNA Nanonetwork2011

    • 著者名/発表者名
      Takuya Matsumoto
    • 学会等名
      MNC 2011, 24th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 発表場所
      ANA Hotel Kyoto (Kyoto, Japan)
    • 年月日
      2011-10-26
  • [学会発表] 巨大分子ネットワークを用いた確率増幅デバイス2011

    • 著者名/発表者名
      松本卓也
    • 学会等名
      2011年秋季第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学・小白川キャンパス(山形県山形市)
    • 年月日
      2011-08-31
  • [学会発表] マンガン核錯体ネットワークアレイを利用した確率共鳴による信号検出2011

    • 著者名/発表者名
      平野義明
    • 学会等名
      2011年秋季第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学・小白川キャンパス(山形県山形市)
    • 年月日
      2011-08-30
  • [学会発表] シトクロムcを利用した低次元クーロンネットワークと確率増幅2011

    • 著者名/発表者名
      松本卓也
    • 学会等名
      2011年秋季第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学・小白川キャンパス(山形県山形市)
    • 年月日
      2011-08-30
  • [学会発表] Noise-Induced Stochastic Enhancement for a Device Based on Cytochrome Cand DNA Nanonetwork2011

    • 著者名/発表者名
      Takuya Matsumoto
    • 学会等名
      12th European Conference on Organized Films (ECOF12)
    • 発表場所
      Sheffield Hallam University (Sheffield UK)(invited)
    • 年月日
      2011-07-20
  • [学会発表] Control of Network Formation of DNA Origami and λ-DNA Species : Emergent One-Pot Processes Utilizing Binary Solvent2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki. Hirano
    • 学会等名
      12th European Conference on Organized Films (ECOF12)
    • 発表場所
      Sheffield Hallam University (Sheffield UK)
    • 年月日
      2011-07-20
  • [学会発表] Electric Properties of Low-Dimensional Coulomb Blockade Array Using Manganese Complex, and Noise-Induced Entrainment and Stochastic Resonance2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki. Hirano
    • 学会等名
      12th European Conference on Organized Films (ECOF12)
    • 発表場所
      Sheffield Hallam University (Sheffield UK)
    • 年月日
      2011-07-19
  • [備考]

    • URL

      http://www-souhatsu.sanken.osaka-u.ac.jp/

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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