種々の走査プローブ顕微鏡による分子操作・加工による分子素子の製造と機能評価

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07241223
• 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: 単分子膜 / 配向制御 / ラングミュア・ブロジェット(LB)膜 / 分子素子 / 光電荷分離 / 走査プローブ顕微鏡 / 分子操作 / ナノ加工

研究概要

今年度の研究は主として以下の点に着目して研究を進め、ほぼ予定通りの成果を挙げることが出来た。
A-S-D三組分子及びアンテナ分子の配向制御とドメイン形成
均一で安定な高配向性「超構造単分子膜」形成に関してはLB膜の方法により、A-S-D三組分子の向きを揃えて単分子膜を形成できるかどうかを調べた。この目的のために2種類の構造を持つと考えられる多層膜の形成をヘテロLB膜形成装置を用い、一層おきにA-S-D三組分子を含む単分子膜を交互に積層した。タイプaではA-S-D三組分子のDの部位が空気側に、タイプbではAの部位が空気側に向いていると予想される。これらの膜の配向性の評価は表面電位顕微鏡で光照射時の光起電力を測定することによって行った。光起電力の測定結果は膜の配向性を強く支持している。
「超構造」内のナノドメイン形成に関しては、A-S-D三組分子とアンテナ分子の混合単分子膜のドメイン形成を膜の自己組織化機能を利用して試みた。ここでは炭化水素鎖(HC)とフッ化炭素鎖(FC)を持つ両親媒性化合物の相分離機能をドメイン形成に利用した。これまでの研究から、アニオン性のHCとFCを持つ両親媒性化合物の混合単分子膜をポリイオンコンプレックス形成により作製すると、二階建て構造をとることが分かった。A-S-D三組分子はカチオン性、アンテナ分子はアニオン性両親媒性化合物であるので、HCを持つカチオン性とアニオン性の両親媒性化合物とFCを持つアニオン性の両親媒性化合物からなる3成分のLB膜を作製し、その構造をAFM、摩擦力顕微鏡、表面電位顕微鏡、SNOM及びSIMSを用いて検討した。また横並びの相分離構造を作る条件についても検討した。

研究成果

• [文献書誌] M. Fujihira, H. Monobe, H. Muramatsu, and T. Ataka: "Near-field optical microscopic recording on Langmuir-Blodgett(LB)films and chemically modified surfaces" Ultramicroscopy. 57. 176-179 (1995)
• [文献書誌] H. Muramatsu, T. Ataka, H. Monobe, and M. Fujihira,: "Scanning near-field optic/atomic-force microscopy" Ultramicroscopy. 57. 141-146 (1995)
• [文献書誌] H. Muramatsu, N. Chiba, K. Homma, K. Nakajima,: "Near-field optical microscopy in liquids" Appl. Phys. Lett.66. 3245-3247 (1995)
• [文献書誌] H. Hokari, U. Akiba, and M. Fujihira,: "Syntheses of New Sensitizer-Donor Dyad Compounds with a Rigid Spacer" J. Chem. Soc., Chem. Commun.2139-2140 (1995)
• [文献書誌] M. Yasutaka, D. Aoki, and M.Fujihira: "Surface Potential Measurements using the Kelvin Probe Force Microscope(KFM)" Thin Solid Films,. (in press).
• [文献書誌] Hajime Takano and Masamichi Fujihira,: "Study of Molecular Scale Friction on Stearic Acid Crystals by Friction Force Microscopy" J. Vac. Sci. Tech.(in press).
• [文献書誌] M. Fujihira: "Study of Thin Organic Films by Various Scanning Force Microscopes" Kluwer Academic Publishers, 24 (1995)
• [文献書誌] M. Fujihira: "Photoinduced Electron Transfer in Monolayer Assemblies and Its Application to Artificial Photosynthesis and Molecular Devices" Thin Films, 38 (1995)