化学修飾探針を用いる走査型トンネル顕微鏡

使用化学修饰探针的扫描隧道显微镜

基本信息

批准号：
08874098
负责人：
梅澤喜夫
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08874098/
关键词：
STM チオール誘導体分子間相互作用自己集合単分子膜 HOPG基板

项目摘要

1.電気化学STMの立ち上げを行った。その際、電気化学モードでの測定で必要な、STM探針の絶縁法についていくつか検討し、アピエゾンワックスを用いる方法が良いことがわかった。STM探針に修飾する予定のアルキル鎖長の異なる3種類のフェロセン誘導体の合成を現在行っている。HOPG基板上に長いアルキル基を有するオクタデカノール(C_<18>H_<37>OH)、オクタデシルクロリド(C_<18>H_<37>Cl)、ステアリン酸(C_<18>H_<37>COOH)、ステアリルアミン(C_<18>H_<37>NH_2)の単分子膜を形成させ、これらを金製の探針を用いてSTMにより観測した。その結果ステアリルアミンではそれほど高い分解能でのイメージが観測されなかったが、その他の3種類では原子分解能に近い明瞭なイメージが得られた。ただし、これらの物質ではアルキル鎖部分と官能基部分との間でコントラストはほぼ同じだった。3.の試料に対し、チオールの誘導体を金製の探針に自己集合法で吸着させた化学修飾探針を用いてSTM測定を行った。その結果、チオフェノール、4-ヒドロキシチオフェノールを修飾した探針では、何も修飾しない探針と同様なイメージが観測されたが、4-メルカプトピリジンおよび4-アミノチオフェノールを修飾した探針を用いると、オクタデカノールの単分子膜において、水酸基と思われる部分が強調されたイメージが得られた。この結果は、探針に修飾した分子と基板上の分子との相互作用(水素結合と思われる)に基づき、官能基の部分でトンネル電流が流れやすくなったことに起因していると思われる。ただし、この現象については、今後さらに検討する予定である。

1. 推出电化学STM。当时，我们研究了几种电化学模式测量所必需的 STM 探针绝缘方法，发现使用 Apiezon 蜡是最好的方法。我们目前正在合成三种不同烷基链长度的二茂铁衍生物，这些衍生物将被修饰成STM尖端。 HOPG 底物上具有长烷基的十八烷醇 (C_<18>H_<37>OH)、十八烷基氯 (C_<18>H_<37>Cl) 和硬脂酸 (C_<18>H_<37>Cl)形成C_ 18 H_ 37 COOH)和硬脂胺(C_ 18 H_ 37 NH_2)的单分子膜，并使用金尖通过STM进行观察。结果，硬脂胺没有观察到如此高分辨率的图像，但其他三种类型获得了接近原子分辨率的清晰图像。然而，在这些材料中，烷基链部分和官能团部分之间的对比几乎相同。使用化学修饰的探针对3中的样品进行STM测量，其中使用自组装方法将硫醇衍生物吸附到金探针上。结果，用苯硫酚和4-羟基苯硫酚改性的尖端观察到与未改性的尖端相同的图像，但是当使用用4-巯基吡啶和4-氨基苯硫酚改性的尖端时，观察到十八醇的单分子膜的图像。获得了似乎是羟基的突出显示。这一结果似乎是由于基于尖端上修饰的分子与基底上的分子之间的相互作用（可能是氢键），隧道电流更容易在官能团部分中流动。然而，我们计划在未来进一步研究这一现象。