分子回路工学を目指したπ共役系高分子ワイヤのナノギャップ電極接続技術の開発

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本年度は、ナノギャップ電極対の大量生産を片方の電極から高分子ワイヤを重合成長させることおよび分子ワイヤの成長末端をもう一方の電極表面に信頼性高く接続する技術の開発を目的に、下記の検討項目を実施した。ナノギャップ電極の分子配線の予備検討として、両親媒性ブロック共重合体にリチウム塩をドーピングした複合膜のミクロ相分離構造に基づく異方性イオン伝導膜の作製を行った。イオン伝導の絶対値は低いものの垂直配向PEOナノシリンダードメインが伝導経路となる異方性比が4桁におよぶ薄膜材料を作製した。受入研究者の開発した両親媒性ブロック共重合体薄膜のミクロ相分離構造をテンプレートとする周期20ナノメートルの銀ナノ粒子アレイの大面積作製に成功した。本法は、六方格子配列した親水性ミクロドメインを反応場とする銀イオンの選択的ドーピングと電子線照射によるポリマー薄膜のエッチングと銀イオンの還元反応を同時進行させる簡便なプロセスである。ブロックコポリマーの体積分率および分子量を変えることにより、銀ナノ粒子間距離を系統的に制御できるため、表面プラズモン特性の検証用材料ならびにナノギャップ電極に配置した場合に単電子トランジスターの高信頼性作製プロセスに展開可能である。上記高分子ワイヤの作製と複合化することにより、分子回路工学の要素技術として、一方の電極から他方の電極へ向かって成長する高分子ワイヤの理想的接点接続法の可能にするものである。