DNAナノワイヤリングによる超微細回路の自己集積形成法に関する研究

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本研究では、長さ及び直径を揃えた両端に金を配置するハイブリッドナノワイヤの形成を行いその両端へのDNAの修飾の検討を行い、またDNA自己組織化による機能性ナノワイヤの直鎖形成及び電極間への固定を行う、等を目的として研究を進めた。まず前者のハイブリッドナノワイヤに関しては、Al陽極酸化により形成されたポーラスアルミナ・ナノホール規則配列を利用して、電解メッキによる埋め込み堆積によって平均直径20-30nm、長さ300-1000nmの金/銀/金ハイブリッドナノワイヤの形成に成功した。両端の金の長さは20nm以下であり、実質的には両端に金ナノ粒子を配置した銀ナノワイヤである。さらにポーラスアルミナの選択エッチングを行って、ナノワイヤの溶液中への分離・分散処理を検討した。この際に適切な界面活性剤の選択により、1本1本が分離したナノワイヤ形成に成功した。また後者では、金ナノ粒子(GNP)表面にアルカンチオールで自己組織化単分子膜(SAM)を形成させたのち,チオール末端を有するDNAを反応させることにより,GNPの二つの「極」部分にだけDNAが導入された結合体を調製した。被覆させるアルカンチオールとして,11-mercaptoundecanoic acid (MUA)と4-mercaptophenylacetic acid (MPAA)の混合物を使用することにより,「極」部分の形成が促進され,DNAの導入効率=組織体形成率が向上することが確認された。また,組織体構築に当たっては,T-motifおよびDX(ダブルクロスオーバー)モチーフを使用することにより,直線性の高い金ナノ粒子の1次元配列化が達成された。今後は、同様なDNA自己組織化法を用いてナノワイヤの直鎖形成の検討をさらに発展させていく予定である。