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近年、原子間力顕微鏡（AFM）を用いた有機分子の研究が、目覚しく発展している。AFMは、鋭い探針を試料表面でスキャンさせ、探針にかかる微弱な力を測定することによって、表面の個々の原子・分子を観察する顕微鏡である。本研究では、探針により有機分子に力刺激を与えたときの応答を調べ、その物性と機能性を調べることを目的とする。これまで、電子、電場、磁場、光に対する分子の応答が主に調べられてきたが、AFMによって測ることができる「力」という基本的な物理量に対する応答を詳しく調べる。今回、金属表面に螺旋分子を吸着させ、超高真空のAFMにより高分解能観察および相互作用力計測を行った。まず、走査トンネル顕微鏡の情報と併用することで、この有機分子の吸着サイトを明らかにした。平面分子でないため分子内部の解像は難しいが、AFM探針に同じ分子を吸着させることによって、通常行われる一酸化炭素修飾探針と同等の分解能が得られることがわかった。これにより、この分子が持つキラリティを判別できるレベルで高分解能なAFM像を取得することができた。この螺旋分子に探針を近づけながら相互作用力を計測したところ、急峻な引力の増加が観測された。これは、探針との引力によって螺旋分子が引っ張られ、伸びるように変形したと考えられる。このような力学的な刺激に対する分子の応答は、力学的スイッチや応力センサーなど、新しい動作原理に基づく分子デバイスへ応用できる可能性がある。
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