分子・DNAレベルの素子

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13GS0017
• 研究種目: 創成的基礎研究費
• 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, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (40013536)
• 研究分担者: 小畠 英理 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (00225484) ; 秋葉 宇一 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (60184107) ; 菅 耕作 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (90016642) ; 和田 恭雄 (株)日立製作所, 基礎研究所, 主任研究員 ; 塚田 捷 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (90011650)
• キーワード: 分子素子 / 走査プローブ顕微鏡 / 一分子計測 / 核酸 / 蛋白質 / 原子・分子分解能 / 探針の化学修飾 / プローブ分子

研究概要

1)藤平、秋葉、菅
・金属単結晶表面での双極子能率配向による電局フェルミ準位の制御と走査ケルビオンプローブ顕微鏡による評価を行った。そのために、種々の双極子能率を有する官能基を導入したオリゴパラプェニレンチオール化合物を合成し、金(111)表面上に単分子膜修飾した。
・金(111)表面上の分子配列制御の精密化を新規なチオール化合物によって実現する。そのために、剛直な炭素骨格を有するビシクロオクタンチオール化合物を合成し用いた。
・金属単結晶・金属プローブ間のトンネル電流と化学吸着した分子の電子構造との関係に走査プローブ顕微鏡を用いて解明した。
・マスクロコンタクト印刷のナノ化・DNA配列技術の問題点を整理した。
2)小畠、柳田
DNAと遺伝子発現を誘導する転写活性化タンパク質との分子間相互作用を阻害しないように固体基板上にDNAを固定化する技術を確立した。そのために、アビジンタンパク質-分子をマイカ基板上にアレイ状に配置する技術を種々検討し確立した。
3)塚田、田村
第一原理計算に基づき有機分子、フラーレン等の構造を固体表面上に科学吸着させるための指導原理を解明した。具体的には、フラーレン吸着分子のナノ構造・表面間結合部の設計原理について検討して、その物性制御法を明らかにした。また、カーボンナノチューブ接合系の量子伝導、分子架橋と表面との複合系の物性、原子細線における磁性の発現など、原子数の大きな系での計算に適した第一原理非平衡グリーン関数法並列計算用の実空間有限要素法、時間発展Schroedinger方程式の数値解法などを開発する。この方法を用いてナノチューブネットワークや分子架橋の電子波伝播を解析し、環状部をもつ分子やC_<60>における誘導巨大内部電流を解析した。
3)藤平、和田
サブ間隔横型微細電極形成技術の開発とそれを用いた単一分子電気伝導計測技術の開発を行った。

研究成果

• [文献書誌] Masamichi Fujihira, Manabu Furugori, Uichi Akiba, Yuki Tani: "Study of microcontact printed patterns by chemical force microscopy"Ultramicroscopy. 86. 75-83 (2001)
• [文献書誌] S.Fujii, U.Akiba, M.Fujihira: "Novel self-assembled minelayers of disulfides with bicyclo[2,2,2]octane moieties on Au (111)"J.Chem.Soc., Chem. Commun. 1688-1689 (2001)
• [文献書誌] Masaru Sakomura, Su Lin, Thomas A.Moore, AnaL.Moore, Devens Gust, Masamichi Fujihira: "Dynamics of Photoinduced Electron Transfer in an Amphiphilic A^<2+>-S-D Triad Molecule"J.Phys.Chem.A in press.
• [文献書誌] Shintaro Fujii, Uichi Akiba, Masamichi Fujihira: "Geometry and Energetics for Self-Assembling of Spherical Hydrocarbon Cages with Methane Thiolates on Au(111)"Submitted.
• [文献書誌] Shintaro Fujii, Uichi Akiba, Masamichi Fujihira: "Geometry and Energetics for Self-Assembling of Spherical Hydrocarbon Cages with Methane Thiolates on Au(111)"Submitted.
• [文献書誌] Satoshi Wakamatsu, Uichi Akiba, Masamichi Fujihira: "Electronic Tunneling through Self-Assembled Monolayers of Phenylene Oligomers on Au(111)"Submitted.