【Paper】＼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 Prof. Sugawara Group, ACS Nano 2023.*更新有
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。
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。
本研究成果は、２０２３年１２月２９日（金）に米国化学会の学術誌「ACS Nano」にオンライン掲載されました。
大阪大学のプレスリリースで詳細を見ることができます。
https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2024/20240123_1
菅原 康弘 教授 ナノ物性工学領域のHP
http://nanophysics.ap.eng.osaka-u.ac.jp/
おめでとうございます🥳
Title：“Optical Imaging of a Single Molecule with Subnanometer Resolution by Photoinduced Force Microscopy”
Authors：T. Yamamoto, H. Yamane, N. Yokoshi, H. Oka, H. Ishihara and Y. Sugawara
DOI: 10.1021/acsnano.3c10924
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Abstract
Visualizing the optical response of individual molecules is a long-standing goal in catalysis, molecular nanotechnology, and biotechnology. The molecular response is dominated not only by the electronic states in their isolated environment but also by neighboring molecules and the substrate. Information about the transfer of energy and charge in real environments is essential for the design of the desired molecular functions. However, visualizing these factors with spatial resolution beyond the molecular scale has been challenging. Here, by combining photoinduced force microscopy and Kelvin probe force microscopy, we have mapped the photoinduced force in a pentacene bilayer with a spatial resolution of 0.6 nm and observed its “multipole excitation”. We identified the excitation as the result of energy and charge transfer between the molecules and to the Ag substrate. These findings can be achieved only by combining microscopy techniques to simultaneously visualize the optical response of the molecules and the charge transfer between the neighboring environments. Our approach and findings provide insights into designing molecular functions by considering the optical response at each step of layering molecules.
Click here to view the press release from Osaka Univ.
https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2024/20240123_1
Prof. Yasuhiro Sugawara Group
http://nanophysics.ap.eng.osaka-u.ac.jp/english/index.html
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