大阪大学の菅原康弘教授らの研究チームは、光照射により発生する力を計る顕微鏡「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ナノメートル以下の分解能で画像化することに世界で初めて成功した。画期的な光触媒材料や太陽電池の実現に向けた基盤材料となりそうだ。

研究チームは、光誘起力顕微鏡とケルビンプローブ力顕微鏡を組み合わせた顕微鏡でペンタセン二重膜を観測し、そのデータを解析した。その結果、電荷移動が起こった単一分子内部の電子雲の歪みを０.６ナノメートルの空間分解能で観測することに成功。これまで観測不可能であった単一分子の多重極励起を画像化した。

２次元マッピングにより、光誘起力は分子の端で強くなり中央では弱いことを明らかにしました。また、理論計算の結果、電荷移動が起こらない場合は分子の中心で双極子の垂直成分が強く励起されるが、電荷移動が起こったときには電子雲が複雑に歪み、双極子の垂直成

分は分子の端で強く励起され、中心では相殺されることが判明している。

菅原教授は「原子レベルでの物質と光との相互作用に関する科学は、学術的研究課題の宝庫である」と表現。「本技術は、従来の常識を覆す新しい物理現象や機能を発見できる可能性が高い。新しい概念に基づく新材料や新デバイスの創製につながると期待される」と力を込めた。