sub-nm分解能を有する光学観察法の開発

本研究は分子に働く直接的な相互作用である電荷移動(CT)機構を利用し、分子1つ1つをその大きさで観察可能なsub-nm分解能をもった光学観察技術の実現を目指すものである。本年度は昨年度に引き続いて錯体分子の組み合わせの探索、評価を行うと共に、ナノサイズの微結晶の発光特性評価、及び孤立CT錯体分子対の発光特性評価を行うことを主な目的とした。CT錯体を形成するドナー、アクセプターとしてそれぞれアントラセン或いはアントラセン誘導体、及びテトラシアノベンゼンを用いた。これらをクロロホルム、酢酸エチル、トルエン等の有機溶媒に溶かし希薄溶液(10^<-4>〜10^<-3>mol/L)とし、この溶液をスピンコートしガラス基板上に微結晶を析出した。原子間力顕微鏡を用いて観察した結果、得られたCT錯体はどれも数十nmのナノサイズの微結晶となっていること、又、得られる微結晶の大きさは有機溶媒の種類によって異なり、溶液濃度にはほとんど依存しないことがわかった。酢酸エチル溶液から作製した平均サイズ30nmの微結晶についてCT発光観察を行った結果、スペクトルはバルク結晶にくらべ少しブルーシフトしているが、直径40nmの蛍光ビーズと同等な長い発光寿命を持つこと、また、その発光強度は単一色素分子や単一量子ドットでみられる明滅現象がなく、且つ、入射光偏光方向に対する明らかな依存性を示すことを見出した。これらの性質から移動と回転運動の時間変化の同時観察が可能になるため、CT錯体ナノ微結晶は溶液中や流体の流れの観察等にも有用な新しい発光プローブになると期待される。sub-nm分解能の実現のためには孤立CT錯体分子対からの発光観察と特性評価は必須である。ドナー分子、アクセプター分子をポリマーを用いて分散し、孤立CT錯体分子対を得ることを考えている。これらとsub-nm分解能の実現は今後の課題としたい。

本研究は分子に働く直接的な相互作用である電荷移動(CT)機構を利用し、分子1つ1つをその大きさで観察可能なsub-nm分解能をもった光学観察技術の実現を目指すものである。本年度は昨年度に引き続いて錯体分子の組み合わせの探索、評価を行うと共に、ナノサイズの微結晶の発光特性評価、及び孤立CT錯体分子対の発光特性評価を行うことを主な目的とした。CT錯体を形成するドナー、アクセプターとしてそれぞれアントラセン或いはアントラセン誘導体、及びテトラシアノベンゼンを用いた。これらをクロロホルム、酢酸エチル、トルエン等の有機溶媒に溶かし希薄溶液(10^<-4>〜10^<-3>mol/L)とし、この溶液をスピンコートしガラス基板上に微結晶を析出した。原子間力顕微鏡を用いて観察した結果、得られたCT錯体はどれも数十nmのナノサイズの微結晶となっていること、又、得られる微結晶の大きさは有機溶媒の種類によって異なり、溶液濃度にはほとんど依存しないことがわかった。酢酸エチル溶液から作製した平均サイズ30nmの微結晶についてCT発光観察を行った結果、スペクトルはバルク結晶にくらべ少しブルーシフトしているが、直径40nmの蛍光ビーズと同等な長い発光寿命を持つこと、また、その発光強度は単一色素分子や単一量子ドットでみられる明滅現象がなく、且つ、入射光偏光方向に対する明らかな依存性を示すことを見出した。これらの性質から移動と回転運動の時間変化の同時観察が可能になるため、CT錯体ナノ微結晶は溶液中や流体の流れの観察等にも有用な新しい発光プローブになると期待される。sub-nm分解能の実現のためには孤立CT錯体分子対からの発光観察と特性評価は必須である。ドナー分子、アクセプター分子をポリマーを用いて分散し、孤立CT錯体分子対を得ることを考えている。これらとsub-nm分解能の実現は今後の課題としたい。