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

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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。