Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

本研究では表面増強ラマン散乱(SERS)スペクトルと単分子電流計測の融合により，電子輸送特性と振動分光による分子認識法の開発を目的としている．2年目あたる本年度は初年度に見出したC60の構造変化についてスペクトル変化の観点から詳細に解析を行い、電極電位を精密に規定するための電気化学電位制御機構を構築した．C60分子についての知見について以下に述べる．
C60分子接合は微細加工により作製した金のナノ電極構造を用い，室温大気中においてMechanically controllable break junction(MCBJ)法により作製を試みた．本研究では電極上に分子を吸着させた状態で電極を破断させ，分子接合の電気伝導度に対応する数 mG0(G0は77.5 μSに対応する)の電気伝導度を示した状態でSERS計測を行った．振動エネルギーについて詳細に解析した結果，金電極との相互作用の強さ起因してC60分子の振動エネルギーが変化する事が示唆された．また分子接合中ではバルク状態では観測されない，振動モードも観測された．これらの振動モードの観測の有無や強度は接合によって異なっていた．電流－電圧曲線の解析から得られる金属-分子間相互作用の大きさに注目して解析をすると金属-分子間相互作用が大きいほど，分子接合に固有な振動モードが観測される頻度が多いことが分かった．以上の振動モードの観測頻度の上昇は吸着構造に依存した電荷移動効果の変化に由来していると考えられ，電荷移動効果に由来したSERSの強度変化について知見を得ることができた．
電気化学電位を制御したSERS計測に向け，バイポテンショスタットを用いた電気化学計測機構を構築した．メチルビオロゲンにより計測系の試験を行い，金表面に吸着した分子の酸化還元反応が観測できていることを確認し，分子接合系へと計測を発展させている．