Development of methodology to quantify electron transfer between single molecules

开发量化单分子之间电子转移的方法

• 批准号: 23550103
• 负责人: NISHINO Tomoaki
• 金额: $ 3.33万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23550103/
• 关键词: 走査型トンネル顕微鏡; 分子探針; 相互作用; 電子移動; 分子エレクトロニクス; DNA; バイオセンサ

In the present research project, we developed the first methodology by using molecular tip of scanning tunneling microscopy to quantify electron transfer taking place between a single molecule and adjacent another single molecule. This methodology allowed us to, for example, reveal that a hydrogen bond conducts electrons better than a covalent bond at short range. Moreover, we systematically investigated the electron transfer between single molecules mediated by a variety of chemical interactions. These studies provided novel insights and phenomena mandatory for the future realization of molecular electronics.In addition, we demonstrated that single-molecule detection of DNA can be achieved based on the methodology for the measurement of the electron transfer between single molecules. Single-stranded DNA was utilized as a probe tip, and hybridization of this DNA tip and target DNA induce electron tunneling through the resulting DNA duplex.

在当前的研究项目中，我们开发了第一种方法，通过使用扫描隧道显微镜的分子尖端来量化单个分子与相邻的另一个单分子之间发生的电子转移。例如，这种方法使我们能够揭示氢键在短距离内比共价键更好地传导电子。此外，我们系统地研究了由各种化学相互作用介导的单分子之间的电子转移。这些研究为未来分子电子学的实现提供了新的见解和现象。此外，我们证明了基于单分子间电子转移的测量方法可以实现DNA的单分子检测。单链 DNA 被用作探针尖端，该 DNA 尖端和目标 DNA 的杂交诱导电子隧道穿过所得的 DNA 双链体。

项目成果

Reversible switching of charge injection barriers at metal/organic-semiconductor contacts modified with structurally disordered molecular monolayers

用结构无序单分子层修饰的金属/有机半导体接触处电荷注入势垒的可逆切换

• 发表时间: 2014
• 作者: R. Nouchi; M. Shigeno; N. Yamada; T. Nishino; K. Tanigaki; M. Yamaguchi
• 通讯作者: M. Yamaguchi

Selective visualization of point defects in carbon nanotubes at the atomic scale by an electron-donating molecular tip

通过供电子分子尖端在原子尺度上选择性可视化碳纳米管中的点缺陷

• 发表时间: 2011
• 作者: T. Nishino; S. Kanata; Y. Umezawa
• 通讯作者: Y. Umezawa

Quantification of Electron Transfer through a Single Supramolecule by Fullerene Molecular STM Tip

通过富勒烯分子 STM 尖端对单个超分子的电子转移进行定量

• 发表时间: 2013
• 作者: T. Nishino; P. T. Bui; Y. Yamamoto; H. Shiigi
• 通讯作者: H. Shiigi

マイクロビーズに形成した金ナノ粒子二次元配列の電気的特性

微珠上形成的金纳米粒子二维阵列的电特性

• 发表时间: 2013
• 作者: 椎木弘; 藤田高大; 森下久司; 山本陽二郎; 西野智昭; 床波志保; 中尾秀信; 長岡勉
• 通讯作者: 長岡勉

Surface Analysis of Bacteria Using Gold Nanoparticle

使用金纳米粒子对细菌进行表面分析

• 发表时间: 2013
• 作者: T. Okada; K. Takada; M. Fukuda; T. Tono; L. Q. Dung; S. Tokonami; T. Nishino; H. Shiigi; T. Nagaoka
• 通讯作者: T. Nagaoka