ナノ・デバイス技術:極限物質の新機能から情報通信技術へ.有機分子によるナノメートルサイズ構造の構築とその観察

Abstract

Overlayer structures consisting of organic molecules deposited on clean metal surfaces were observed by using scanning tunneling microscope (STM), which has sub-nanometer spatial resolution. Structural isomers of the molecules, whose difference is the binding sites of substituents, can be clearly distinguished from STM images. Introducing the substituent having attractive force, to the molecules causes specific overlayer structure by self-assembly manner controlled by the substituent. It was succeeded to observe a single molecular image on a metal surface with noncontact atomic force microscope (NCAFM) that can be applicable to nonconductive sample. These techniques forming the structures and obtaining highly resolved molecular images are fundamental and essential techniques to develop future information/communication devices with molecules.

超高真空下において清浄な金属基板上に有機分子を蒸着し、それらによって形成したナノメートルサイズの構造を高分解能の走査型トンネル顕微鏡を用いて観察した。その結果、分子構造内の置換基の位置が異なる構造異性体を単一の分子レベルで個別に判別することができた。また、引力的相互作用を持つ置換基を分子に導入することで、自己組織的にワイヤ状の分子超構造を構築することができた。非導電性試料の観察も可能な非接触原子間力顕微鏡による単一の有機分子の観察にも成功した。このような構造形成技術と観察技術は分子を用いたナノデバイスを実現するための重要な基盤技術である。