単一ナノ構造の電子・光子・環境との局所的相互作用の理解

了解单个纳米结构与电子、光子和环境的局部相互作用

• 批准号: 14750024
• 负责人: 中嶋 健
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology (2003)The Institute of Physical and Chemical Research (2002)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750024/
• 关键词: 近接場光学顕微鏡; 走査型トンネル顕微鏡; フォトルミネッセンス; 光照射; 蛍光タンパク質; 電子伝達系タンパク質; キメラタンパク質; 光電流

本研究では、単一ナノ構造の物性を測定・理解しようとする試みとして研究代表者がこれまでに開発してきた透明電極膜/金属二重コーティング光ファイバープローブを有する複合型近接場光学/走査型トンネル顕微鏡(SNOM/STM)装置に、さらなる発展的改良を施し、単一ナノ構造「分光」に応用できるシステムを構築することを目論んだ。特に新規に購入した分光器を用いた「フォトルミネッセンス系への応用」と「局所的光励起による量子構造の電子状態遷移の観測を実現させるための、複合型SNOH/STM装置の光照射STMとしての応用」という二者について精力的に研究を行った。前者については単一ナノ構造ではないが、生きた細胞をその場観察し、その生命活動が近接場光として検出可能であることを確認した。後者については数多くの実績を得た。そこでは試料として蛍光タンパク質(GFP)と電子伝達系タンパク質(チトクロムb562)の融合キメラタンパク質を用い、単一分子レベルの光電流発生現象の解明に際して、金属プローブを用いる通常のSTMとファーフィールド光学測定系を組み合わせた従来型光照射STMに対する感度面での数桁に及ぶ向上を達成した。本件については4つの国際会議(内1件は招待講演)、2つの国内会議、及び1つの特許出願という形で研究成果がある。また特許出願に絡んで、H14年末まで論文発表を差し控えていたが、その後3件の論文を発表することができた。

在这项研究中，为了衡量和了解单纳米结构的物理特性，主要研究者已经开发并进一步改善了具有透明的电极膜/金属膜/金属胶纤维探针的复合近场光学/扫描隧道显微镜（SNOM/STM）设备，并旨在构建单个Nananosscroude'Specepence'spection'specepedrar''特别是，我们积极研究了两个新的光谱仪：“对光致发光系统的应用”和“用作复杂SNOH/STM设备的光照射STM的应用，以通过局部光激素来实现对量子结构中电子状态过渡的观察”。尽管前者不是单个纳米结构，但观察到现场观察到活细胞，并且可以将其重要活性视为近场光。后者取得了许多成就。在这项研究中，使用荧光蛋白（GFP）和电子转移蛋白（细胞色素B562）的融合嵌合蛋白作为样品，并在阐明单个分子水平上的光电流产生现象在单个分子的水平上，该患者在敏感性方面的敏感性方面具有多种依次的依赖性，而在常规的范围内进行了探测器的依赖性，使一位常规的频率构成了far的频率，并结合了一个概率的STM，组合了一个组合的stem，组合了consem consement a in comectm a测量系统。此事的研究结果是以四次国际会议（其中一次是受邀的讲座），两个民族会议和一项专利申请的形式实现的。此外，与专利申请有关，这些论文避免出版到2012年底，但此后能够发表三篇论文。

项目成果

Ken Nakajima, Bumhwan Lee, Shuji Takeda, Jaegeun Noh, Teruyuki Nagamune, Masahiko Hara: "Novel Light-illumination Scanning Tunneling Microscopy Equipped with Optical Fiber Probe"Jpn.J.Appl.Phys.. 42/7B. 4861 (2003)

Ken Nakajima、Bumhwan Lee、Shuji Takeda、Jaegeun Noh、Teruyuki Nagamune、Masahiko Hara：“配备光纤探针的新型光照明扫描隧道显微镜”Jpn.J.Appl.Phys.. 42/7B。

Morgan Denyer, Ruggero Micheletto, Ken Nakajima, Masahiko Hara, Satoshi Okazaki: "Biological Imaging with a Near-Field Optical Setup"J.Nanosci.Nanotech.. 3/6. 496 (2003)

Morgan Denyer、Ruggero Micheletto、Ken Nakajima、Masahiko Hara、Satoshi Okazaki：“利用近场光学装置进行生物成像”J.Nanosci.Nanotech.. 3/6。

Ken Nakajima, Volker Jacobsen, Yuichi Yamasaki, Jaegeun Noh, Daisuke Fujita, Masahiko Hara: "Hybrid Scanning Near-Field Optica-Tunneling Microscopy with Indium-Tin-Oxide/Au Coated Optical Fiber Probe"Jpn. J. Appl. Phys.. 41/7B. 4956 (2002)

Ken Nakajima、Volker Jacobsen、Yuichi Yamasaki、Jaegeun Noh、Daisuke Fujita、Masahiko Hara：“采用氧化铟锡/金涂层光纤探头的混合扫描近场光学隧道显微镜”Jpn。

中嶋健, 武田修治, 李範煥, 王〓, 長棟輝行, 原正彦, 西敏夫: "光照射STMの応用 -キメラタンパク質自己組織化単分子膜の光電流発生現象の解明-"表面科学. 25/1. 34 (2004)

Ken Nakajima、Shuji Takeda、Beomhwan Lee、Wang Wang、Teruyuki Nagamune、Masahiko Hara、Toshio Nishi：“光照射 STM 的应用 - 嵌合蛋白自组装单层中光电流产生现象的阐明 -”表面科学 25/ 1。 34 (2004)

Ken Nakajima, Volker Jacobsen, Yuichi Yamasaki, Jaegeun Noh, Daisuke Fujita, Masahiko Hara: "Hybrid Scanning Near-Field Optica/Tunneling Microscopy with Indium-Tin-Oxide/Au Coated Optical Fiber Probe"Jpn.J.Appl.Phys.. 41/7B. 4956 (2002)

Ken Nakajima、Volker Jacobsen、Yuichi Yamasaki、Jaegeun Noh、Daisuke Fujita、Masahiko Hara：“使用氧化铟锡/金涂层光纤探头的混合扫描近场光学/隧道显微镜”Jpn.J.Appl.Phys..