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分子スケールエレクトロニクス素子の構築において、信号の入出を担うインターフェースは最も重要な役割を果たす。これまでは、金-チオール系を基本とするシステムの構築が模索されてきたが、未だに適切な手法が確立していない。我々は、これにかわる手法として、シリコン-炭素の共有結合を基点とするシステムの構築を試みた。
末端に2重結合を有する分子を、水素終端シリコン表面と反応させると、シリコン-水素結合がシリコン-炭素結合に置きかわる。この反応を利用してドデセンなどの1-アルケンを反応させ、自己組織化膜を作製した。作製した膜は、原子間力顕微鏡(AFM)や水滴に対する接触角、赤外分光などにより解析し、均一な膜の成長手法を確立した。また、AFMを用いた陽極酸化法により、シリコン表面をナノスケールでパターニングし、パターニングした場所にのみ、特定の分子を植え込むことに成功した。さらに、色素分子を植え込むことも可能であることを見いだし、シリコン中の不純物濃度の違いによる蛍光寿命の計測を行い、スイッチング素子への展開を試みている。
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