秀勝研究員らの研究チームは、光照射により発生する力(光圧)を計る顕微鏡(光誘起力顕微鏡)を用いて、単一分子の中で電子が複雑に歪む様子を1ナノメートル(10億分の1メートル)以下の分解能で画像化することに世界で初めて成功しました(図1)。基板や配列をデザインして一つ一つの分子を積み上げ新しい機能を持つ物質を創り出す技術は、将来の省エネルギー・持続型社会の創造に欠かせない技術です。配列構造中など、多様な環境中にある分子一つ一つの性質は、それが単独であるときのものとは通常著しく異なります。周囲との相互作用の結果、分子の性質を決める電子が移動したり、電子雲※5が強く歪んだりするので、それを理解した上での材料設計が必須です。今回研究チームは、層状に積まれた単一分子の一つ一つを、光が誘起する力を用いて観測しました。その結果、分子内の電子雲が歪み、電荷分布が分子サイズより細かい複雑な構造を持つ様子を原子分解能に迫る光圧画像で確認しました。設計・評価のための新しい基盤技術として期待される成果です。ペンタセン分子の原子構造と今回試料とした銀(Ag)表面上のペンタセン二層膜の分子の配列。光誘起力顕微鏡の模式図。両端で強い電子の歪みが観測された。(c)の白線上の断面図。0.6ナノメートルの空間分解能が実現されている。石原一)の支援の下に行われました。光圧...物質に光があたると、光の色(波長)や強度によって様々な力が働き、これを光圧と呼ぶ。光電場とそれにより物質内に誘起される電気分極の間に働く相互作用に由来する。光誘起力顕微鏡...金属基板上の試料と金属コートされた走査型顕微鏡のプローブチップが光で照射されると、両者の間に近接場と呼ばれる強い光電場が発生する。この近接場がプローブチップに及ぼす光圧を高感度に測定することで試料イメージを得る顕微鏡。分解能...測定装置などが、どれくらいまで細かい構造を識別できるかの性能を表す指標。1ナノメートル以下の分解能とは1ナノメートル以下の距離しか離れていない構造が識別できる性能を表す。ケルビンプローブ力顕微鏡...金属コートされた走査型顕微鏡のプローブチップと試料にバイアス電圧を印加すると、両者の間に静電気力が働く。この静電気力を高感度に測定することにより試料の局所的な電気的特性や電荷分布を得る顕微鏡。電子雲...量子力学によると、分子内の電子の位置は測定前に確定せず、ある位置に存在する確率だけが得られる。そのような確率分布を図示したものを電子雲と呼び、電子雲が歪むと分子内に電荷の偏りができる。本記事ではこれを簡単に電子が歪むと表現している。のぶひこ)TEL:072-254-9497E-mail:n.yokoshi[at]omu.ac.jp※[at]を@に変更してください。担当:竹内TEL:06-6605-3411E-mail:koho-list[at]ml.omu.ac.jp※[at]を@に変更してください。Analyticsを利用しています。Analyticsは、クッキーを利用して利用者の情報を収集します。University.。