走査プローブ顕微鏡によって駆動する分子素子・バイオ素子の開発

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06403020
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 藤平 正道 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (40013536)
• 研究分担者: 菅 耕作 東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (90016642)
• キーワード: 走査プローブ顕微鏡 / 分子素子 / バイオ素子 / 分子フォトダイオード / 走査近視野光学顕微鏡 / 走査表面電位顕微鏡 / エネルギー移動 / 電荷分離

研究概要

近年、分子素子・バイオ素子のモデルとして、具体的な例を挙げて、いくつかの提案がなされている。しかしながら、その機能がいかに魅力あるものとして予測・提案されていても、これらの分子を電子・光デバイスとして実際に組み立てようとすると、以下のような困難にただちに直面する。
1)分子・バイオ素子を原子・分子レベルで平滑な基板上に、如何に意図したよに二次元的に並べ得るか?
2)もし1)が解決されたとしても、如何に二次元平面上のある特定な場所に位置する分子に電子が導通できるように結線するか、あるいは光接続するか?
最終年度の本年は以上の目的達成のため以下の研究を進めた。
a)昨年度に引き続き分子との光接続のために、光ファイバー加工技術をさらに改良して、近視野顕微鏡(SNOM)用光ファイバープローブの二次元空間分解能の向上を図った。またコンタクトモードで摩擦を測定しながら螢光測定ができるように、光ファイバーをエッチング法により直径40μmまで細くし、同時にAFM地形像、FFM摩擦像、SNOM蛍光像をとることに成功した。
b)SSPMの空間分解能を向上させた。また空間分解能を向上させた光ファイバーを用いて、少数の光ダイオード分子とSNOMとの光接続も試みた。
c)分子ダイオード・光ダイオード機能を持つ新たな分子を合成し、性能の向上を図った。特に、エネルギー移動、電荷分離の効率向上のためにLB膜の構造と効率の関連を明らかにし、従来よりも40倍高い効率を得た。

研究成果

• [文献書誌] M.Fujihira,M.Sakomura: "Scanning probe microscopies for molecular photodiodes" Thin Solid Films,. 273. 168-176 (1996)
• [文献書誌] M.Sakomura,M.Fujihira: "Photoelectric conversion by an A-S-D Triad Monolayer covered with a protective monolayer" Thin Solid Films.273. 181-184 (1996)
• [文献書誌] H.Hokari,M.Fujihira: "Properties of Langmuir monolayers of newly synthesized sensitizer-donor dyads containing a naphthalene and a ferrocene moiety" Thin Solid Films,. 273. 185-189 (1996)
• [文献書誌] M.Fujihira,L.M.Do: "Growth of dark spots by interdiffusion across organic layers in organic electroluminescent devices" Appl.Phys.Lett.,. 68. 1787-1789 (1996)
• [文献書誌] H.Takano,M.Fujihira: "Study of Molecular Scale Friction on Stearic Acid Crystals by Friction Force Microscopy" J.Vac.Sci.Tech. B14. 1272-1275 (1996)
• [文献書誌] T.Arai,M.Fujihira: "Effects of electric potentials on surface forces in electrolyte solutions" J.Vac.Sci.Tech. B14. 1378-1382 (1996)
• [文献書誌] M.Fujihira(共著): "Construction of well organized functional Langmuir-Blodgett films by mimicking structures and functions of biololgical membranes" Elsevier Science B.V., 29 (1996)
• [文献書誌] M.Fujihira(共著): "Friction force microscopy of organic thin films and crystals" Kluwer Academic Publishers., 22 (1997)