単一ナノ構造の電子・光子・環境との局所的相互作用の理解

了解单个纳米结构与电子、光子和环境的局部相互作用

• 批准号: 14750024
• 负责人: 中嶋 健
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology (2003)The Institute of Physical and Chemical Research (2002)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750024/
• 关键词: 近接場光学顕微鏡; 走査型トンネル顕微鏡; フォトルミネッセンス; 光照射; 蛍光タンパク質; 電子伝達系タンパク質; キメラタンパク質; 光電流

本研究では、単一ナノ構造の物性を測定・理解しようとする試みとして研究代表者がこれまでに開発してきた透明電極膜/金属二重コーティング光ファイバープローブを有する複合型近接場光学/走査型トンネル顕微鏡(SNOM/STM)装置に、さらなる発展的改良を施し、単一ナノ構造「分光」に応用できるシステムを構築することを目論んだ。特に新規に購入した分光器を用いた「フォトルミネッセンス系への応用」と「局所的光励起による量子構造の電子状態遷移の観測を実現させるための、複合型SNOH/STM装置の光照射STMとしての応用」という二者について精力的に研究を行った。前者については単一ナノ構造ではないが、生きた細胞をその場観察し、その生命活動が近接場光として検出可能であることを確認した。後者については数多くの実績を得た。そこでは試料として蛍光タンパク質(GFP)と電子伝達系タンパク質(チトクロムb562)の融合キメラタンパク質を用い、単一分子レベルの光電流発生現象の解明に際して、金属プローブを用いる通常のSTMとファーフィールド光学測定系を組み合わせた従来型光照射STMに対する感度面での数桁に及ぶ向上を達成した。本件については4つの国際会議(内1件は招待講演)、2つの国内会議、及び1つの特許出願という形で研究成果がある。また特許出願に絡んで、H14年末まで論文発表を差し控えていたが、その後3件の論文を発表することができた。

This study で は, 単 ナ ノ tectonic を の physical properties determination, understand し よ う と す る try み と し て research representatives が こ れ ま で に open 発 し て き た transparent electrode film/metal double コ ー テ ィ ン グ light フ ァ イ バ ー プ ロ ー ブ を have す る type compound nearly by optical/walkthrough ト ン ネ ル 顕 micromirror device (SNOM/STM) に, さ ら な る 発 exhibition A good を し, 単 ナ ノ structure "light" に 応 with で き る シ ス テ ム を build す る こ と を MuLun ん だ. Special に new rules に buy し た optical splitter を with い た "フ ォ ト ル ミ ネ ッ セ ン ス department へ の 応 with" と "bureau the light wound up に よ る quantum structure の electronic state transition の 観 を measurement be presently さ せ る た め の, compound SNOH/STM device の light STM と し て の 応 with" と い う both に つ い を line っ て energy に research た. The former に つ い て は 単 a ナ ノ tectonic で は な い が, raw き た cells を そ の field 観 し, そ の life activities が nearly meet light と し て 検 makes possible で あ る こ と を confirm し た. The latter has a large number of に, に, て, て, く, <s:1> actual performance を, and た. そ こ で は sample と し て 蛍 light タ ン パ ク mass (GFP) と electronic 伝 da タ ン パ ク mass (チ ト ク ロ ム b562) の fusion キ メ ラ タ ン パ ク qualitative を い, a molecular レ 単 ベ ル の photocurrent 発 raw phenomenon の interpret に interstate し て, metal プ ロ ー ブ を with い る usually の STM と フ ァ ー フ ィ ー ル ド optical measurement system を group み close わ せ た 従 When the STMに is irradiated with type light on the する sensitivity surface で <s:1> several に and ぶ upward を, a <s:1> た is achieved. This piece に つ い て は 4 つ の international conference (1 piece は entertaining speech), 2 つ の domestic meetings, and 1 つ び の out special と い う form で research が あ る. ま た out special に collaterals ん で late, H14 ま で paper 発 table を poor し control え て い た が, そ の after 3 の paper を 発 table す る こ と が で き た.

项目成果

Ken Nakajima, Bumhwan Lee, Shuji Takeda, Jaegeun Noh, Teruyuki Nagamune, Masahiko Hara: "Novel Light-illumination Scanning Tunneling Microscopy Equipped with Optical Fiber Probe"Jpn.J.Appl.Phys.. 42/7B. 4861 (2003)

Ken Nakajima、Bumhwan Lee、Shuji Takeda、Jaegeun Noh、Teruyuki Nagamune、Masahiko Hara：“配备光纤探针的新型光照明扫描隧道显微镜”Jpn.J.Appl.Phys.. 42/7B。

Morgan Denyer, Ruggero Micheletto, Ken Nakajima, Masahiko Hara, Satoshi Okazaki: "Biological Imaging with a Near-Field Optical Setup"J.Nanosci.Nanotech.. 3/6. 496 (2003)

Morgan Denyer、Ruggero Micheletto、Ken Nakajima、Masahiko Hara、Satoshi Okazaki：“利用近场光学装置进行生物成像”J.Nanosci.Nanotech.. 3/6。

Ken Nakajima, Volker Jacobsen, Yuichi Yamasaki, Jaegeun Noh, Daisuke Fujita, Masahiko Hara: "Hybrid Scanning Near-Field Optica/Tunneling Microscopy with Indium-Tin-Oxide/Au Coated Optical Fiber Probe"Jpn.J.Appl.Phys.. 41/7B. 4956 (2002)

Ken Nakajima、Volker Jacobsen、Yuichi Yamasaki、Jaegeun Noh、Daisuke Fujita、Masahiko Hara：“使用氧化铟锡/金涂层光纤探头的混合扫描近场光学/隧道显微镜”Jpn.J.Appl.Phys..

中嶋健, 武田修治, 李範煥, 王〓, 長棟輝行, 原正彦, 西敏夫: "光照射STMの応用 -キメラタンパク質自己組織化単分子膜の光電流発生現象の解明-"表面科学. 25/1. 34 (2004)

Ken Nakajima、Shuji Takeda、Beomhwan Lee、Wang Wang、Teruyuki Nagamune、Masahiko Hara、Toshio Nishi：“光照射 STM 的应用 - 嵌合蛋白自组装单层中光电流产生现象的阐明 -”表面科学 25/ 1。 34 (2004)

Ken Nakajima, Volker Jacobsen, Yuichi Yamasaki, Jaegeun Noh, Daisuke Fujita, Masahiko Hara: "Hybrid Scanning Near-Field Optica-Tunneling Microscopy with Indium-Tin-Oxide/Au Coated Optical Fiber Probe"Jpn. J. Appl. Phys.. 41/7B. 4956 (2002)

Ken Nakajima、Volker Jacobsen、Yuichi Yamasaki、Jaegeun Noh、Daisuke Fujita、Masahiko Hara：“采用氧化铟锡/金涂层光纤探头的混合扫描近场光学隧道显微镜”Jpn。