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生体分子スピントロニクスの開拓

生物分子自旋电子学的发展

基本信息

批准号：
22K18320
负责人：
三輪真嗣
金额：
$ 16.64万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18320/
关键词：
スピントロニクス

项目摘要

初年度である2022年度は実験環境の構築に注力した。デバイス作製準備として溶液測定における課題を解決した。溶液の封止技術には市販のUV硬化樹脂を複数試して最適なものを選定した。次に溶液による腐食に強い強磁性金属を選定した。よく用いられる強磁性金属であるNi・Coに対して、Ni・Ni-Auコーティング・Co-Auコーティングの3種類を試した結果、表面Auが5-10nm程度で腐食を止められることがわかった。しかし、Auによるコーティングは翌日までは保たれないこともわかった。そこでコーティング層を使わず強磁性金属のみで腐食に耐えられる材料の開発を行った。結果として、CoPt多層膜を用いることでAu等の表面コーティング層がなくても腐食に耐えて磁気モーメントを長時間維持できることがわかった。そこで、CoPt多層膜及びCoPt表面にNiやAuをコーティングした材料を電極材料の基本形とした。その一方でCoPt電極にはこれまで微細加工に用いていたフォトレジストAZ5214Eが使えないことが判明したため、AZ6214及びLOR-3Aを用いた微細加工プロセスを新たに確立した。溶液中で測定するためには、サンプル周りにスペースを確保した測定用プローバーが必要である。このため特注の電磁石を用意して0.8テスラの垂直磁場を安定して印加できる装置を作製した。また、ロドプシンの光反応を調べられるようにレーザーを照射できるようにプローバーを改造した。最後にタンパク質の薄膜を安定して強磁性電極上に作製するプロセスの確立を行った。最初は先行研究で実績のあるバクテリオロドプシンを水に分散させて、ドロップキャスト法で作製することを試みた。電極表面をUVオゾンクリーニングで丁寧に洗浄し、分散溶液の濃度とドロップキャスト量を精密に制御することでバクテリオロドプシンの単分子膜が作製できることを確認した。

In the first half of 2022, we will continue to focus on environmental protection. The problems related to preparation of equipment and solution measurement were solved. The solution sealing technology is based on the UV curing resin on the market. Second, the corrosion of ferromagnetic metals selected 3 kinds of ferromagnetic metals Ni Co Coしかし、Auによるコーティングは翌日までは保たれないこともわかった。The development of corrosion resistant ferromagnetic materials is carried out in the presence of ferromagnetic layers. As a result, CoPt multilayer films are used in the surface coating of Au and other materials. CoPt multilayer film and CoPt surface Ni and Au are the basic materials of electrode materials. A new method of micromachining was established by using AZ6214 and LOR-3A. The solution is necessary for the determination. The electromagnetic field is stable at 0.8 ° C and the device is manufactured. The light reflection of the light source is modulated. Finally, the stability of the thin film on the ferromagnetic electrode is determined. The first step was to study the effects of water dispersion and water dispersion on the performance of the system. The surface of the electrode is subjected to UV irradiation, and the concentration and amount of the dispersion solution are precisely controlled.