種々の走査プローブ顕微鏡を用いた分子操作・加工による分子素子の製造と機能評価

使用各种扫描探针显微镜通过分子操纵和加工来制造和功能评估分子器件

基本信息

批准号：
09217217
负责人：
藤平正道
金额：
$ 1.41万
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：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

a)全体の概要本研究では、AFM、STM、走査型近視野光学顕微鏡(SNOM)など、種々の走査プロープ顕微鏡を用いて単分子膜を分子操作・加工してnmサイズの区画を形成した。ナノ区画形成には、分子の自己組織化能を利用したドメイン形成による方法も検討した。本年度はさらに分子素子の電荷分離効率の向上を目的として、以下のように光合成系の電荷分離のA'-A-S-Dに近い4つの機能部位からなるA-S-D-D^1の超構造を構築することを試みた。b)A-S-D三組分子と第二のドナー分子の単分子膜積層によるA-S-D/D'超構造の形成LB膜の方法により、A-S-D三組分子の、向きを揃えた単分子膜とさらにその上に第二のドナー(D')分子の単分子膜を積層させてA-S-D/D'の構造を有する超構造積層単分子膜を形成できるかどうかを調べる目的で、多層膜の形成をヘテロLB膜形成装置を用いて試みた。タイプa)の膜ではA-S-D三組分子のDの部位が空気側にに向いていると予想される。タイプb)の膜ではさらにA-S-D三組分子のDの部位に接するようにD'分子の単分子膜がD'の部位を基板側に向けて一層、さらにD'の部位を空気側に向けてもう一層積層されていると予想される。これらの膜の配向性及びその光電荷分離機能の評価は、走査表面電位顕微鏡で光照射時の光起電力を測定することよって行った。光起電力の測定結果は膜の配向性を強く支持しているばかりでなく、第二のドナー(D')分子の単分子膜を積層させることにより2桁程度電荷分離機能が向上しており、A-S-D/D'型の超構造形成が人工光合成電荷分離系に極めて有効であることが明らかとなった。

a) 总体概述在这项研究中，我们使用了各种扫描探针显微镜，如 AFM、STM 和扫描近场光学显微镜 (SNOM)，对单分子层进行分子操纵和处理，以形成纳米级的隔室。对于纳米室的形成，我们还研究了一种利用分子自组装能力的域形成方法。今年，为了进一步提高分子器件的电荷分离效率，我们尝试构建一个由四个类似于A'-A-S-D的功能位点组成的A-S-D-D^1超结构，用于光合系统中的电荷分离，如下所示。 b) 通过层压单层 A-S-D 三联体分子和第二供体分子形成 A-S-D/D' 超结构。通过 LB 膜方法，单层 A-S-D 三联体分子具有相同的取向，并在其上进一步分层。为了研究是否可以通过堆叠供体（D'）分子的单层来形成具有A-S-D/D'结构的超结构叠层单层，我们尝试使用异质LB成膜装置来形成多层膜。。在类型a)的膜中，A-S-D三元组的D部分预计面向空气侧。 b)类型的膜中，D'分子的单分子膜以D'部分面向基板侧的方式进一步层叠，从而与A-S-D三元组分子的D部分接触，并且进一步与D'部分接触预计将增加另一层。通过使用扫描表面电位显微镜测量光照射期间的光电动势来评价这些膜的取向及其光电荷分离功能。光伏测量结果不仅有力地支持了薄膜的取向，而且还表明，通过堆叠第二供体（D'）分子的单层，电荷分离功能提高了约两个数量级。 A-S-D/D'型超结构的形成对于人工光合电荷分离系统极其有效。