단일분자를 기판위에 규칙적으로 배치하는 나노스페이스 기술 개발
산업기술종합연구소의 德久英雄 연구원 등은 단일분자를 기판 위에 규칙적으로 배치하는 나노 스페이스 기술을 개발했다. 기능분자의 첨단부에 가지 모양의 돌기를 3차원적으로 결합, 그 상태에서 기판에 단분자층을 형성, 그 후에 가지상 돌기를 제거함으로써 분자간의 거리를 일정하게 유지한다. 수목의 가지치기의 요령으로 주위에 공간을 확보하는 구조로, 분자회로나 분자소자 실용화의 기초기술로서 주목될 듯하다.
단일분자를 이용하는 분자 일렉트로닉스에서는 하나하나의 분자를 독립하여 기능시킬 필요가 있다. 따라서 단분자의 기능을 손상시키지 않고 임의의 위치에 규칙적으로 배치하는 것이 조건. 이번에는 덴드론이라고 불리는 3차원의 가지상 구조를 가진 화합물과 기능성 분자의 복합화합물(덴드리머)를 이용했다.
덴드론은 분자 레벨에서의 사이즈 제어와 기능분자에 대한 결합이 좋아 기판 위에 고정화한 후, 간단한 처리로 제거할 수 있어야 한다는 것이 조건. 그것들을 갖춘 것으로서 폴리벤딜 에테르형 화합물을 선택, 기능분자의 모델레 리포산을 이용하여 스페이스 확보에 성공했다.
우선 데드론 분자의 분기점에 리포산을 접속, 나무 모양의 복합화합물을 작성한다. 그것을 금 또는 실리콘 기판에 자기조직화 단분자막으로 고정, 수산화 칼륨의 에틸알콜 용액에서 처리하여 나무 모양의 덴드론 분자를 제거한다. 이때 파라티오크레졸을 섞어 두면 나노스페이스 부분에 안정적인 매트릭스 분자가 퇴적, 기능분자의 위치고정화를 확실한 것으로 한다.
리포산 사이의 거리는 6나노~7나노미터로 덴드리마의 직경과 거의 같다. 분자간의 상호작용을 리포산의 관능기인 카르복실기의 상호작용으로 조사, 독립하여 존재한다는 것을 확인했다.
앞으로 광화학 반응의 이용 등 덴드론 제거법의 개량이나 기판 위에의 금 미립자 분산 등 다른 위치 결정 방법과의 조합으로 고도의 위치제어기술로 이어나가려고 하고 있다. (NK)
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