マクロ分子のトンネル物性

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05245102
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 猪飼 篤 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (50011713)
• 研究分担者: 徳永 史生 大阪大学, 理学部, 教授 (80025452) ; 原 正彦 理化学研究所, 研究員 (50181003) ; 勝又 春次 いわき明星大学, 理工学部, 教授 (00002105) ; 八田 一郎 名古屋大学, 工学部, 教授 (70016070)
• キーワード: トンネル物性 / 走査型トンネル顕微鏡 / STM / 有機分子 / 生体分子 / マクロ分子

研究概要

本年度は脂肪酸およびその誘導体(ナトリウム塩、アニリド、エステル)、炭化水素、脂肪族アルコール、コレステロールエステル、ポリアミノ酸、核酸構成塩基、およびタンパク質など従来困難とされていた有機・生体分子の走査型トンネル顕微鏡による映像を得ることができた。また映像のバイアス電圧依存性、トンネル電流依存性を調べ、研究目的である「マクロ分子のトンネル物性」研究を推進することができた。脂肪酸など炭化水素鎖を持つ分子の映像は固体(グラファイトおよびモリブデナイト)-液体(フェニルオクタン)界面への吸着状態で最も鮮明に得られた。特に炭化水素鎖の-CH2-部分に関して原子レベルの分解能で映像がえられたので、分子の電子状態の計算を通じて、走査型トンネル顕微鏡による映像化原理の解明への理論的取り組みを開始した。また、更なる発展を期して、固体表面へのポリアミノ酸の秩序ある吸着状態を本年度購入した原子間力顕微鏡により解析している。結晶性の金基板上へ吸着した有機・生体分子としてアデニン、チオグアニン及び電子伝達タンパク質であるシトクロムcの映像化を行った。
以上の研究結果より、有機・生体分子のトンネル物性を測定し、その理論的解析を行う十分な素地が得られ、分子軌道法を用いてのトンネル物性解析を開始した。

研究成果

• [文献書誌] Yoshimura,K.,Arakawa,H and Ikai,A: "Scanning Tunneling Imaging of Bio-Organic Molecules" Jpn.J.Appl.Phys.(印刷中). (1995)
• [文献書誌] Katsumata,S.,and Ide A.: "Scanning Tunneling Microscope Image of Thioguanine Molecules on Au(III)" Jpn.J.Appl.Phys.33. 3723-3725 (1994)
• [文献書誌] Iwakabe,Y.,Kondo.K.,Hara,M.,and Sasabe,H.: "Anchoring Phose of Liquid Crystal Mixture Studied by Scanning Tunneling Microscopy" Langmuir. 10. 3201-3206 (1994)
• [文献書誌] Iwakabe,H.and Hara,M.: "Anchoring Phase Transition and Bulk Phase Sequence of Liquid Crystals studied by Scanning Tunneling Microscopy" Mol.Cryst.Liq.Cryst.(印刷中). (1995)
• [文献書誌] Hibino,Y.,Sumi,A.Hatta,I.: "Atomic Images of Saturated and Unsaturated Fatty Acids at the Liquid Graphite Interface and the Difference of Tunneling Current between them observed bySTM" Jpn.J.Appl.Phys.(印刷中). (1995)
• [文献書誌] Ikai,A.: "Biological nanosystems" Materials Science and Engineering. C1. 59-61 (1994)