量子ドット-DNA三次元結合体の自己組織形成による新機能素子の探索

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金属量子ドットとDNAの結合体の形成及び電子伝導特性評価に焦点を当てて研究を行った。そのため電子ビームリソグラフィーとスパッタ法によってギャップ間隔30-100nm程度の二端子金電極を形成した。また、金ナノ粒子(直径8nm程度)を湿式法で形成し、これに単一鎖DNAをアルカンチオールを用いて結合させた。一方でこのDNAと相補的な塩基配列を有する相補的DNAに関しても、同様にアルカンチオールを用いて金ナノ粒子と結合させた。また、金電極の微細なギャップ間にこれらの二種類の金粒子-DNA結合体のネットワークを結合させることを試みたところ、20%程度の確率を持って、その形成に成功したことをSEM観察などにより確認した。次にこのような金ナノ粒子-DNAのネットワーク状構造体の電子伝導特性を評価したところ、室温で弱い非線形伝導特性を、また低温では明瞭な非線形伝導特性を確認した。ただし、コンダクタンスの大きさは、サンプルごとのばらつきがきわめて大きく、未だ十分な再現性は取れていない。いずれにせよ、非線形性伝導特性は金粒子の間のDNAが絶縁膜もしくは非線形伝導体であることを示しており、将来の新規な電子デバイスの構築への可能性を示したといえよう。