誘導電流測定を基礎とした水面上単分子膜の配向制御と有機単分子膜の電子機能

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02650215
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 岩本 光正 東京工業大学, 工学部, 助教授 (40143664)
• 研究分担者: 久保田 徹 東京工業大学, 工学部, 助手 (00205139)
• キーワード: 変位電流測定 / 光異性化反応 / アゾ系分子 / シス-トランス光異性化 / 生体分子膜 / ポリイミドLB膜 / ジョセフソン接合素子 / 非弾性トンネル

研究概要

本研究は基本的な誘電体電気物性の立場に立ち、有機単分子膜の分極を申諸者らの開発した変位電流法により解析すること、単分子膜のトンネル電子伝導を測定し、電導機構を解明することを目指した。さらには分子膜の電子素子応用を目指し研究を試みた。本研究で得られた主な成果は以下の通りである。
1.申諸者は水面上において単分子膜の電気物性を評価する技術として変位電流測定を用いる方法を開発してきた。そこで、本研究ではこの技術の上にたち、水面上で単分子膜に加圧、減圧の可逆的圧力変化を与え、これによって生ずる変位電流を計測しながら単分子膜の状態を制御する技術の確立を試み、生体膜分子膜に対して発振現象の関連から新しい知見を得た。
2.1.に加え、水面上のアゾ系単子膜に光刺激を加えたときに分子が光異性化する事で発する変位電流を検出することに成功した。この技術の完成により、水面上単分子膜の光刺激にたいする分子の動的挙動を変位電流として観測できるようになった。
3.Air gap付きの金属/単分子膜/Air gap/金属構造の素子を作製し、電流計を通した閉回路にて、光刺激による単分子膜の構造変化に起因する変位電流波形の検出を行ない、単分子膜の光一変位電流変換機能の研究を行なった。ここでは、アゾ系分子のシス-トランスの光異性化に着目して、固体基盤上の単分子膜の光・変位電流変換に基づく光記憶素子の基盤技術が確立できた。
4.ポリイミドLB超薄膜を用いて、有機超薄膜を絶縁層としたジョゼフソン素子の試作を行なった。また、この素子を用いて、ポリイミド膜の弾性及び非弾性のトンネル電子伝導の測定を行ない、ポリイミド膜のトンネル伝導には、非弾性の成分はほとんど含まれない事が見出された。
以上の4つの結果より、有機単分子膜及び分子電子素子材料の基礎と応用に向けた手がかりが得られた。

研究成果

• [文献書誌] Yutaka MAJIMA,Akitoshi UATANABE,and Mitsumasa IWAMOTO: "Study of the Dynamic Behavior of Stearic Acid Monolayers at the AirーWater Interface in the Range of Low Surface Pressures by a CurrentーMeasuring Technique" Jpn.J.Appl.Phys.30. 126-130 (1991)
• [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto,Tohru KUBOTA & Matsuo SEKINE: "Electrical properties of polyimide langmuirーBlodgett films deposited on noble metal electrodes" J.Physics D,Applied Physics. 23. 575-580 (1990)
• [文献書誌] Yutaka MAJIMA & Mitsumasa IWAMOTO: "Studies on the Dynamic Behavior of Fatty Acid Monolayers at the AirーWater in terface by a CurrentーMeasuring Technique" Jan.J.Appl.Phys.29. 564-568 (1990)
• [文献書誌] 真島 豊、岩本 光正: "変位電流による単分子膜の電子光機能の検出" 電子情報通信学会秋季全国大会. SCー11ー7. 328-329 (1990)
• [文献書誌] Mitsumasa IWAMOTO,Yutaka Majima,Akitoshi Watanabe,Makoto Atsuzawa,Keiji Iriyama & Toshinari Araki: "Generation of the reversible Displacement Current Peak in a phospholipid Monolayer at the airーwater interface" Preprints of 3rd internationalPolymer ConferenceーMembranes and Interfacial Phenomena of Polymers. 28D06. 94 (1990)
• [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto: "Electrical properties of MIM junctions with ultraーthin Polyimide LangmuirーBlodgett Films" IEEE Trans.on Electrical Insulation.25. 541-548 (1990)
• [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto: "Electrical properties of polyimide LangmuirーBlodgett Films sandwiched between metal and superーconducting electrodes" Conference record of the 1990 IEEE International Symposium on Electrical Insulation,Toront,Canada,June3ー6,. 68-71 (1990)
• [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto,Tohru KUBOTA & Matsuo SEKINE: "Electrical properties of polyimide langmuirーBlodgett films deposited on noble metal electrodes;" "Polymers for microelectronicsー ーScience and Technologyー". 749-759 (1990)
• [文献書誌] 岩本 光正、真島 豊: "変位電流による水面上単分子膜の評価" 応用物理. 59. 1346-1352 (1990)
• [文献書誌] 岩本 光正: "ポリイミドLB膜の超薄膜化とその電子素子応用" 電子材料. 58-61 (1990)
• [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto,Yutaka Majima & Keiji Iriyama: "Displacement Current Measurement of a Langmuir Monolayer" Proceedings of International Workshop on Suprahybridization between Biocomponents and Artificial Materials. Pー7. 70 (1990)
• [文献書誌] 久保田 徹,岩本 光正,能代 英之,関根 松夫: "ポリイミドLB膜を用いたジョセフソン接合素子の電気特性" 電子情報通信学会技術研究報告. OME90ー7. 37-42 (1990)
• [文献書誌] 岩本 光正、真島 豊、渡辺 明年、厚沢 誠、入山 啓治、荒木 敏成: "DOL単分子膜の可逆的な誘導電流の発生" 電子情報通信学会技術研究報告. OMEー90ー16. 35-39 (1990)
• [文献書誌] Mitsumasa Iwamoto,Yutaka Majima,Akitoshi Watanabe,Makoto Atsuzawa,Toshinari Araki & Keiji Iriyama: "Detection of Displacement Current Generation in an LーαーDioleoyllecithin Monolayer Induced by its CoveringーArea Change on an Aqueous Subphase" Membrane. 15. 101-107 (1990)
• [文献書誌] 能代 英之、関根 松夫、久保田 徹、岩本 光正: "ポリイミドLB膜を用いたジョセフソン接合素子の作製" 電子情報通信学会論文誌CーII. J73ーCーII. 815-817 (1990)
• [文献書誌] 久保田 徹,和田 正巳,岩本 光正: "ポリイミドLB膜のトンネル伝導" 電子情報通信学会技術研究報告. OME90ー7. 31-36 (1990)