固体表面上DNAオリゴマーの高分解能低温STM観察と操作

固体表面上 DNA 寡聚物的高分辨率低温 STM 观察和操作

• 批准号: 00J01880
• 负责人: 浜井 知歩
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J01880/
• 关键词: DNA; 分子エレクトロニクス; Si(001); カルボニル基; 生成比; 熱力学的支配; 速度論的支配

現在、DNAは分子エレクトロニクスの素子として注目されているが、DNAを素子として用いたデバイスを、Si(001)上で実現するためには、DNA中の異なるそれぞれの官能基が、シリコン表面とどのように反応するかについて研究する必要がある。そこで、DNAに含まれるカルボニル基とSi(001)表面の反応性について研究を行った。カルボニル化合物にはアセトンを選択し、反応温度を変化させることにより、Si(001)との間で起こる二種類の競争反応が、どのような機構を介して起こっているのか、ということに関して、走査型トンネル顕微鏡を用いて研究した。その結果、低温では環化付加反応が優先的に起こり、高温では解離反応が優先的に起こることが示された。環化付加反応が優先的に起こる低温においてSi(001)表面を分子と反応させ、次に、解離反応が優先的に起こる高温でそのサンプルを加熱し、変化が起こるかどうかを調べた。その結果、環化付加によって生じた4員環が、さらなる加熱によって解離反応種へ変化することが明らかとなった。さらに密度汎関数法を用いて2種類の吸着種の安定性を計算したところ、4員環のほうが解離反応種よりも不安定であることが示された。以上の結果から、分子吸着は可逆的であり、低温では速度論的支配によって、高温では熱力学的支配によって、表面種の生成比が決定されると考えられる。また、可逆反応が起こっているという結果は、表面に弱く結合した中間体の存在を強く示唆するものである。Si(001)上で、反応温度を変化させることによって表面種の生成比を変化させうることを示すことができた。この事は、DNAデバイスにおいてばかりでなく、Si(001)を用いた分子デバイス全般において、応用上大変意味のある結果である。

At present, DNA molecules are used to improve the quality of their functions, while those of DNA and Si (001) are used to show that they are in good condition. In DNA, the functional basis is different, the surface is different, and the research is necessary. The reactivity of the surface of Si (001) is different from that of DNA. The selection of the chemical compound, the temperature response, the temperature response, the Si (001), the chemical reaction, the temperature response, the temperature, the temperature, the temperature The results of the test, the starting temperature at the beginning of the environmental protection of the low temperature temperature plus the anti-heating effect, and the starting temperature of the high temperature heating station before the release of the anti-heating temperature. The first step in the process of environmental protection is the reaction of the molecules on the surface of Si (001). The first step is to increase the temperature, the second time, and the first step of dissociation. The results of the experiment, environmental protection, environmental protection and environmental protection. The density figure method is used to calculate the stability of the system, and 4% of the staff is responsible for the anti-instability effect. The results of the above results, the reversible absorption of molecules, the domination of low temperature temperature cooling velocity theory, the domination of high temperature crystallization mechanics, and the determination of surface species generation ratio. The results can be reversed, and there is a strong indication that there is a problem in the combination of the weak surface and the body. The temperature of Si (001) is higher than that of the temperature control system. For example, the use of DNA molecules means that the results are not correct. In addition, Si (001) uses molecular markers to make full use of the information.