Localization of electrons in the sugar/phosphate backbone in DNA investigated via resonant Auger decay spectra

DNA分子のリン酸-糖に沿った一次元鎖における電子の局在性に関する共鳴オージェ電子分光法による研究

馬場 祐治  ; 関口 哲弘  ; 下山 巖   ; 平尾 法恵*; Nath, K. G.*

Baba, Yuji; Sekiguchi, Tetsuhiro; Shimoyama, Iwao; Hirao, Norie*; Nath, K. G.*

生体分子薄膜は、バイオセンサー,バイオチッブなど種々の機能性電子材料としての応用が期待されており、これらの開発においては薄膜の持つ電気伝導度が重要な物性となっている。特にDNA分子が一次元方向に電気伝導性を持つかどうかについては種々の議論があるが、一次元状の分子に直接電極を取り付けることが困難なため、未解決の問題となっている。そこで、本研究では分子に直接電極を取り付ける必要のない分光学的手法である共鳴オージェ電子分光法により1本鎖のDNA分子を測定し、価電子帯の電子の局在性について議論した。リン原子のK-吸収端近傍の放射光を照射したときのオージェ電子スペクトルを詳細に測定した結果、P 1s共鳴励起状態では、ワイドギャップ絶縁体特有のオージェ電子ピークの分裂が明瞭に認められた。これは、P 1s軌道から励起された電子が価電子帯の非占有軌道に局在していることを示しており、1本鎖のDNA分子においてはリン酸-糖を骨格とした一次元方向は極めて局在性の強い電子構造を持つことが明らかとなった。これらの結果は、DNA分子の一次元方向は完全な絶縁体であることを示唆するものである。

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