ナノスケール流体制御を用いた分子デバイスの階層化と情報処理に関する研究

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K21143
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ナノ材料工学; 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 大塚 洋一 大阪大学, 理学研究科, 助教 (70756460)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 分子デバイス / ノイズ生成 / 光刺激 / パターニング

研究成果の概要

１：ナノパターニング法として、ナノピペットを用いて微量体積の分子溶液を基板上に展開する技術を開発した。本方法で、厚さが数百ナノメートル程度の導電性高分子のラインを形成できた。
２：酸化膜付きシリコン基板上に形成された導電性高分子パターンの電気特性の研究において、光刺激に伴う電流ノイズの生成現象を見いだした。シリコン基板の表面光起電力による微小なポテンシャル変動によって、空間的に制限された伝導経路のホッピング伝導の変調が生じたと考察した。
３：ナノパターニング法を用いることで、基板上の導電性高分子パターンの化学状態が溶液状態と類似することを見いだした。分子溶液の高速な乾燥過程によると考察した。

自由記述の分野

分子エレクトロニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

分子溶液を均一かつ自由自在に基板上に展開する技術は、分子エレクトロニクス研究の基盤技術である。本研究ではナノピペットを用いる分子パターニング法を開発し、導電性高分子の特異な電気特性や化学状態を見いだすことに成功した。ナノリットル～ピコリットルの液体中の分子の状態や、その乾燥過程における分子配向の変化は未解明な事が多い。本研究は微小体積液体を伸展・乾燥する事で形成される分子パターンが、バルク状態とは異なる性質を示すことを実証した点で意義がある。本方法は様々な材料に適用することが可能であり、異種材料同士の分子パターンを介した情報処理プロセスの研究等への展開が期待される。