光誘起トンネル電子移動を利用した分子素子の新しい走査プローブ顕微鏡による研究

使用新型扫描探针显微镜研究利用光诱导隧道电子转移的分子器件

基本信息

批准号：
05245204
负责人：
藤平正道
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

我々はアンテナ分子と電子受容体(A)、光受容体(S)、電子供与体(D)の三部位を持つA-S-D三っ組分子との混合単分子膜を形成することにより、天然の光合成と同様に光量子捕集と電荷分離とを分業する二種のサブユニットから成る「分子光ダイオード」の作製を検討してきた。この「分子光ダイオード」の効率向上のためにはS^*-A、S^*-D系の光誘起電子移動速度の距離依存性、エネルギーギャップ依存性を明らかにする必要がある。そこで本研究では、4)ピコ秒パルスレーザーを用いた蛍光寿命測定によるS^*-A、S^*-D系の光誘起トンネル電子移動速度の距離依存性を上記、1)、2)、3)の観点から検討する。5)STMのトンネル電流の距離依存性が試料金属表面とSTMチップ間に介在する単分子膜の電子状態、あるいは単分子膜と金属表面またはチップとの結合状態にどのように依存するかを解明する。本年度は特に以下の点について検討した。1.分子光ダイオードの効率向上のためにS^*-D系の光誘起電子移動速度の距離依存性を検討した。特に、フェロセンをD、ピレンをSとした二っ組両親媒性分子S-DについてS-D間の距離をS、D部位を結ぶアルキル鎖の長さを変えたものを種々合成し、これらのLB膜内での光誘起トンネル電子移動速度の距離依存性を調べた。2.分子との光接続のために、光STM用に開発されている光ファイバーの製造技術をさらに改良して、分子レベルでの二次元空間分解能を持つ近視野光学顕微鏡の開発を試みた。3.光ダイオード分子と絶縁性両親媒性分子との混合単分子膜を形成し、混合単分子膜内での混合状態をAFM・FFM・SSPMで観察し、製膜条件と機能性分子の膜内での分子レベルでの二次元配列形成との関連を検討している。

通过形成天线分子和具有三个位点的 A-S-D 三重态分子的混合单层：电子受体 (A)、光感受器 (S) 和电子供体 (D)，我们能够进行自然光合作用。研究“分子光电二极管”的创建，该二极管由两个执行光子收集和电荷分离的子单元组成。为了提高这种“分子光电二极管”的效率，有必要澄清S^*-A和S^*-D系统中光生电子转移速率的距离依赖性和能隙依赖性。因此，在本研究中，我们将从4）通过使用皮秒脉冲激光测量荧光寿命来测量S^*-A和S^*-D系统中光致隧道电子转移速率的距离依赖性来考虑。 3）。 5) 阐明 STM 隧道电流的距离依赖性如何取决于样品金属表面和 STM 尖端之间的单层的电子状态，或者单层与金属表面或尖端之间的键合状态。今年，我们特别考虑了以下几点。 1.我们研究了S^*-D系统中光致电子转移速率的距离依赖性，以提高分子光电二极管的效率。特别是，我们通过改变S-D之间的距离和连接D位点的烷基链的长度，合成了各种两亲性分子S-D，其中二茂铁为D，芘为S，我们研究了光诱导隧道电子转移速率的距离依赖性。。 2.对于与分子的光学连接，我们尝试通过进一步改进光学STM开发的光纤制造技术来开发具有分子水平的二维空间分辨率的近场光学显微镜。 3.形成光电二极管分子和绝缘性两亲性分子的混合单分子膜，使用AFM、FFM和SSPM观察混合单分子膜内的混合状态，并确定成膜条件和功能分子膜与功能分子膜的关系。在分子水平上形成二维阵列。