【報道提供】『世界初！１分子内部の電子の歪みを画像化』

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　◆報道発表日：令和6年1月23日

　　＼１ナノメートル以下の分解能で！／

   世界初！１分子内部の電子の歪みを画像化

―集積分子材料のデザインに不可欠な情報の画像化に成功―

【研究成果のポイント】
◆光照射によって働く試料とプローブ間の力（光圧）を計測する「光誘起力顕微鏡」で、単一分子内部の電子の歪みを世界で初めて１ナノメートル以下の分解能で画像化することに成功
◆隣接環境間の電荷移動を計測する「ケルビンプローブ力顕微鏡」と組み合わせることにより、単一分子内部でなぜ電子の歪みが発生するのかを明らかにすることに成功
◆画期的な光触媒材料や太陽電池材料など、機能性ナノ材料の設計・評価のための新しい基盤技術として期待

【研究概要】
　大阪大学大学院工学研究科　菅原康弘教授、山本達也さん（研究当時：博士後期課程）、大阪大学大学院基礎工学研究科　石原一教授、大阪公立大学大学院工学研究科　余越伸彦准教授、大阪産業技術研究所　山根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）。

図１　(a) 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。
(b) 光誘起力顕微鏡の模式図。
(c) 二層ペンタセン分子の光誘起力像。各単分子の両端で強い電子の歪みが観測された。
(d) (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。

　本技術により、電荷移動の影響を受けた分子の光学応答を分子スケールで実空間可視化できます。これは、分子を層ごとに積み重ねる各段階において、光学応答から分子機能を設計する手法を提供するものです。このため、本技術は画期的な光触媒材料や太陽電池材料の実現に向けた新たな基盤技術として期待されています。

◆報道提供資料

◆問合せ先
大阪産業技術研究所　
法人経営本部　松永（和泉センター　企画部）
TEL：0725-51-2511