2017 Fiscal Year Annual Research Report
Production of single molecular bilayers with amphiphilic molecules by printing technologies toward selective ion permeable membrane
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26246014
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
長谷川 達生 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00242016)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒井 俊人 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40750980)
峯廻 洋美 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (50573143)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | プリンテッドエレクトロニクス / 二分子膜 / 両親媒性分子 / 有機半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、近年、機能性電子材料の新しい製膜パターニング法として電子デバイスを簡易に製造できると期待される印刷技術を活用し、非対称な両親媒性有機分子による独立二分子膜を、望みの位置に望みの数だけ構築・配列する技術の開発と、それらの応用展開を目的とする。前年度までに、本研究で開発に成功した、フラストレーション効果を用いて構築する単層２分子膜について、層内分子配列構造評価、薄膜形成機構の検証、及び大面積製膜法の確立を進めてきた。本年度は最終年度として、上記の極薄膜の評価をさらに進めるとともに、他の分子系への拡張と、応用展開を目指した分子センサー動作の検証を実施した。まず６インチシリコンウエハー上に形成した大面積（10cm×10cm）の単層２分子膜について、薄膜内の単結晶ドメインの広がりと各々の結晶方位を、自作のクロスニコル観察法により確認することに成功した。また構築した単層２分子膜内での分子の配列構造が、結晶場と励起子間相互作用にもとづくダビドフ分裂に大きく反映されることが詳細な偏光吸収スペクトル測定により明らかになった。これをもとに、単層２分子膜の層内分子配列構造が短鎖長分子により決定づけられていることを確認した。さらに拡張パイ電子骨格を持ち熱安定性に優れた別種の有機半導体分子を用いて、BTBT系と全く同様な単層２分子膜構造の構築が可能なことを確認した。以上に加え、単層２分子膜が超極薄の半導体であるという特徴を活用した超高感度分子センサーとしての応用について検討した。その結果、水蒸気濃度等の外部環境のわずかな変化により、単層２分子膜からなる極薄トランジスタの電流値が敏感に応答することが確認された。以上をもとに、分子レベルの表面吸着や化学反応を制御できる究極の機能性人工超薄膜への展開について検討を進めた。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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