理研、分子と陽イオンの相互作用を利用し光スイッチ分子の均一膜を形成

研究グループは、光スイッチ機能を持つ有機分子のジアリールエテン分子を、銅表面に均一かつ密に整列しようと試みた。しかし、ジアリールエテン分子だけでは分子同士の相互作用がうまく働かず、銅表面に整列させることはできなかった。そこで、ジアリールエテン分子が電子を引っ張りやすい性質を持つフッ素を含むことに着目し、塩化ナトリウムを蒸着させた銅基板にジアリールエテン分子を蒸着し加熱した。これにより、ナトリウム陽イオンが糊の役割を果たすことで、銅表面に列構造を持つジアリールエテン分子の単分子膜が形成できたという。さらに、走査型トンネル顕微鏡(STM)を用い原子レベルで観測した膜の構造と電子状態の詳細なデータについて、分子や結晶の性質をシミュレーションによって明らかにできる第一原理計算で解析して、分子吸着構造や性質を明らかにし、膜の形成メカニズムを解明したとしている。

今後、有機メモリの実用化に向け、さまざまな分子や固体基板で試行錯誤が行われると予想されるが、今回の膜形成の鍵となった、イオンと分子双極子の相互作用を利用できるよう分子を合成したり、塩化ナトリウムを蒸着させたりするという簡便な方法は、表面構造の製作技術の応用範囲を拡げるものになると期待できるとコメントしている。