利用報告書
課題番号 ：S-19-OS-0024
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：分散型ナノギャップ電極を用いた分子の高感度検出
Program Title (English) ：Highly sensitive detection of molecules using dispersed nanogap electrodes
利用者名（日本語） ：宇佐美雄生，Bao Jiannan，福丸知世，Gideon I. Livshits，阪本怜央，川嶋悠哉，Hidde Veldkamp，Cao Chaoqun，松本卓也
Username (English) ：Y. Usami, J. Bao, T. Fukumaru, G. I. Livshits, L. Sakamoto, Y. Kawashima, H. Veldkamp, C. Cao, T. Matsumoto
所属名（日本語） ：大阪大学大学院理学研究科
Affiliation (English) ：Graduate School of Science, Osaka University.
１．概要（Summary）
導電性高分子と金微粒子を混合したネットワーク構造を作製することで、金属/分子界面に電荷が蓄積し、興味深い電気物性が得られることが期待される。今回、物質合成プラットフォームにあるレーザーラマン顕微鏡およびRFスパッタを利用することで導電性高分子/金微粒子局所界面の特徴的な構造を高感度検出し、電気物性との関係について検討した。
２．実験（Experimental）
【使用した主な装置】
【実験方法】
レーザーラマン顕微鏡を用いて金微粒子/自己ドープ型ポリアニリン(SPAN)の特徴的な構造を調べた。
分散型電極の作製は真空蒸着法を用いて行った[1]。
RFスパッタ装置を用いてSiO2を蒸着し、所望の領域のみを露出させたサンプルを作製した。SPAN水溶液を電極が蒸着されたSi基板に滴下後、自然乾燥させた。SPAN単体、金微粒子のみの試料も作製した後、レーザーラマン分光法を用いた測定を行った。
３．結果と考察（Results and Discussion）
図1にSPAN薄膜のラマンスペクトル、図2にSPAN/AuNPのラマンスペクトルを示す。図1の結果と比べ観測されたピークがブロードとなり、ピーク位置もシフトすることが分かった。更にレーザーパワーの信号強度が明らかに異なることがわかった。図3にSPAN及びSPAN/AuNPのラマン信号に対するレーザー強度依存性を示す。レーザーパワーの増大により、SPANに比べSPAN/AuNPでは顕著な信号の増大が見られた。これは金微粒子とSPANとの相互作用により起こっていることを示唆している。この相互作用が金微粒子のプラズモン励起による電場増強もしくは、SPANと金微粒子の化学結合によるものと考えられる。
４．その他・特記事項（Others）
[1]. Y. Naitoh et al., ACS Appl. Mater. 5, 12871(2013).
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1)宇佐美雄生,他 “分子ネットワークを用いた脳神経型情報処理の試み”, 応用物理学会第80回秋季学術講演会, 2019年9月17日
(2)福丸知世,他 “金微粒子/ポリアニリンネットワークのラマン分光”, 応用物理学会第80回秋季学術講演会, 2019年9月17日
６．関連特許（Patent）
なし
