DNA共役量子ドットのプログラマブルナノメッキによる単電子トランジスタの開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22350076
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 居城 邦治 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (90221762)
• 連携研究者: 佐野 健一 理化学研究所, 分子情報生命科学特別研究ユニット, 副ユニットリーダー (80321769) ; 新倉 謙一 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (40360896) ; 松尾 保孝 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (90374652) ; 島本 直伸 北海道大学, 電子科学研究所, 特任准教授 (50386629) ; 三友 秀之 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (50564952)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: DNA / 自己組織化 / ナノ粒子 / 単電子トランジスタ / 量子ドット

研究概要

単電子トランジスタは、劇的な低消費電力を可能とする素子として注目されている。室温での動作を可能にするためには、ソース電極とドレイン電極の間に直径は数nmの「クーロン島」(極小の導電性金属)をnmの精度で置く必要がある。しかしながら現在のフォトリソグラフィー技術ではこのような精密な構造を作ることは不可能である。そこで本研究では核酸DNAの分子認識を用いることで、自己組織化的にナノワイヤー-量子ドット-ナノワイヤー構造のような単電子トランジスタ構造を作製した。

研究成果

• [雑誌論文] Virus Capsid Coating of Gold Nanoparticles via Cysteine-Au Interactions and their Effective Cellular Uptakes (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nagakawa, K. Niikura, T. Suzuki, Y. Matsuo, M. Igarashi, H. Sawa, K. Ijiro
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 41(1) ページ: 113-115
  • DOI: DOI:10.1246/cl.2012.113
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nuclear Transport facilitated by the Interaction Between Nuclear Pores and Carbohydrates (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sekiguchi, K. Niikura, Y. Matsuo, S-H. Yoshimura, K. Ijiro
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 2 ページ: 1656-1662
  • DOI: DOI:10.1039/c1ra00616a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanopattern Fabrication of Gold on Hydrogels and Application to Tunable Photonic Crystal (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Shimamoto, Y. Tanaka, H. Mitomo, R.Kawamura, K. Ijiro, K. Sasaki, Y. Osada
  • 雑誌名: Adv. Mater 巻: 24(38) ページ: 5243-5248
  • DOI: DOI:10.1002/adma.201201522
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequence-Specific Metallization of Single Divalent DNA-Nanoparticle Conjugates: A Potential Route to Single-Electron Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: G. Wang, A. Ishikawa, A. Eguchi, Y.Suzuki, S. Tanaka, Y. Matsuo, K. Niikura, K. Ijiro
  • 雑誌名: ChemPlusChem 巻: 77(7) ページ: 592-597
  • DOI: DOI:10.1002/cplu.201200096
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel charge transports in DNA-templated nanowires (2012)
  • 著者名/発表者名: G. Wang, H. Tanaka, L. Hong, Y. Matsuo, K. Niikura, M. Abe, K. Matsumoto, T. Ogawa, K. Ijiro
  • 雑誌名: J. Mater. Chem 巻: 22(27) ページ: 13691-13697
  • DOI: DOI:10.1039/C2JM31839C
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improving in Vivo Hepatic Transfection Activity by Controlling Intracellular Trafficking: The Function of GALA and Maltotriose (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Akita , T. Masuda , T. Nishio , K. Niikura , K. Ijiro , and H. Harashima
  • 雑誌名: Mol. Pharmaceutics 巻: 8(4) ページ: 1436-1442
  • DOI: DOI:10.1021/mp200189s
  • 査読あり
• [雑誌論文] Artificial Polymeric Receptors on the Cell Surface Promote the Efficient Cellular Uptake of Quantum Dots (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Niikura, K. Nambara, T. Okajima, R.Kamitani, S. Aoki, Y. Matsuo, and K. Ijiro
  • 雑誌名: Organic and Biomolecular Chemistry 巻: 9 ページ: 5787-5792
  • DOI: DOI:10.1039/C1OB05420A
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inspiration from chemical photography: accelerated photoconversion of AgCl to functional silver nanoparticlesmediated by DNA (2011)
  • 著者名/発表者名: G. Wang, T. Nishio, M. Sato, A.Ishikawa , K. Nambara, K. Nagakawa, Y. Matsuo, K. Niikura and K. Ijiro
  • 雑誌名: Chem. Comm 巻: 47 ページ: 9426-9428
  • DOI: DOI:10.1039/C1CC13385C
  • 査読あり
• [雑誌論文] pH-Dependent Network Formation of Quantum Dots and Fluorescent Quenching by Au Nanoparticle Embedding (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Sekiguchi, K. Niikura, N. Iyo, Y. Matsuo, A. Eguchi, T. Nakabayashi, N. Ohta, and K. Ijiro
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 巻: 3(11) ページ: 4169-4173
  • DOI: DOI:10.1021/am201013n
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-Repairing Filamentous Actin Hydrogel with Hierarchial Structure (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sano, R. Kawamura, T. Tominaga, N.Oda, K. Ijiro and Y. Osada
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 12(12) ページ: 4173-4177
  • DOI: DOI:10.1021/bm2009922
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-assembled Hierarchic Structures ofMetal-Molecule Hybrids for Sensing and Electronic Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ijiro, A. Tanaka, Y. Matsuo, Y.Hashimoto, K. Nagakawa, N. Ohtake, T. Suzuki, H. Sawa, K. Niikura
  • 雑誌名: ICEP 2010Proceedings ページ: 179-184
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arrays of Triangular Shaped Pincushions for SERS Substrates Prepared by UsingSelf-Organization and Vapor Deposition (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirai, H. Yabu, Y. Matsuo, K. Ijiro, M.Shimomura
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 46 ページ: 2298-2300
  • DOI: DOI:10.1039/B923514K
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Hydrophobic Structures on the Plasma Membrane Permeability of Lipid-like Molecules (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Niikura, K. Nambara, T. Okajima, Y.Matsuo, K. Ijiro
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 26(12) ページ: 9170-9175
  • DOI: DOI:10.1021/la101039w
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-lubricating Nanoparticles:Self-Organization into 3D-Superlattices during a Fast Drying Process (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nishio, K. Niikura, Y. Matsuo and K. Ijiro
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 46 ページ: 8977-8979
  • DOI: DOI:10.1039/C0CC03538F
  • 査読あり
• [学会発表] Room temperature coulomb blockade in a DNA-templated metal/ polymeralternated hybrid nanowire (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ijiro, G. Wang, H. Tanaka, L. Hong, Y. Matsuo, K. Niikura, M. Abe, K. Matsumoto, T. Ogawa
  • 学会等名: 2012 Optics + Photonics, SPIE
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, California, USA
  • 年月日: 20120812-16
• [学会発表] Fabrication of functional nanowires by DNA-mediated self-assembly (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ijiro
  • 学会等名: imec Handai International Symposium, ISIR
  • 発表場所: Osaka Univ
  • 年月日: 20120604-05
• [学会発表] DNA-templated bottom-up fabrication of conductive nanowires (2011)
  • 著者名/発表者名: K Ijiro
  • 学会等名: TJBPS'11
  • 発表場所: National Chiao Tung University, Hsinchu, Taiwan
  • 年月日: 20110914-17
• [学会発表] DNA-Tamplated Assembly of Azobenzene at the Air-Water Interface (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ijiro, O. Haruta, K. Niikura, Y. Matsuo
  • 学会等名: PACIFICHEM 2010
  • 発表場所: HAWAII Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 20101215-20
• [学会発表] Introduction of RIES-Hokkaido University and the Study of DNA-templated Nano Device (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ijiro, A. Tanaka, A. Ishikawa, K. Niikura, Y. Matsuo
  • 学会等名: The 3rd Workshop on FEL Science: "Emerging X‐ray Applications in Biological Systems‐II
  • 発表場所: Daini Meisuitei, Kitayuzawa, Hokkaido
  • 年月日: 20101004-07
• [学会発表] Self-assembled Hierarchic Structures of Metal-Molecule Hybrids for Sensing and Electronic Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ijiro
  • 学会等名: ICEP2010
  • 発表場所: Sapporo Convention Center,Hokkaido
  • 年月日: 20100512-14
• [学会発表] Synthesis of DNA-nanoparticle/ DNA-nanostructure for fabrication of single-electron device (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ijiro
  • 学会等名: SPIE Optics + Photonics 2010, San Diego Convention Center
  • 発表場所: San Diego, California, USA
  • 年月日: 2010-08-15
• [学会発表] DNAの分子認識を利用した単電子デバイスのための金属ナノ構造の構築 (2010)
  • 著者名/発表者名: 居城邦治
  • 学会等名: 応用物理学会応用電子物性分科会研究例会「自己組織化技術の探索-分子エレクトロニクス集積化のために-」
  • 発表場所: 首都大学東京
  • 年月日: 2010-07-26
• [学会発表] Metallization of Single DNA Molecule for Application to Nano Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ijiro, A. Tanaka, K. Niikura, Y. Matsuo
  • 学会等名: JTBPS'10
  • 発表場所: Hokkaido Univ
  • 年月日: 2010-07-12
• [図書] 分子を超えたナノ粒子のセルフ-アッセンブリー (2011)
  • 著者名/発表者名: 新倉謙一、居城邦治
  • 総ページ数: 531-536
• [図書] DNAミメティクス (2011)
  • 著者名/発表者名: 居城邦治
  • 総ページ数: 226-230
  • 出版者: シーエムシー
• [図書] ナノワイヤー (2010)
  • 著者名/発表者名: 松尾保孝、居城邦治
  • 総ページ数: 166-167
  • 出版者: 丸善株式会社