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金ナノ粒子・金クラスターを用いた高効率プラズモン誘起太陽電池の開発

Research Project

Project/Area Number 13J11083
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nanomaterials/Nanobioscience
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

石田 拓也  九州大学, 工学府, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords表面プラズモン / 増強電場 / 機能性金ナノ粒子 / 単粒子膜 / 自己集合単分子膜 / Langmuir-Blodgett法 / プラズモン / 金ナノ粒子 / ポルフィリン / 疎水化 / 金クラスター / 局在表面プラズモン共鳴 / ベンゼンチオール誘導体 / 振動分光 / エネルギーまたは電子移動
Outline of Annual Research Achievements

オクタデカンチオール(ODT)またはポルフィリン連結アルカンチオール誘導体(PC10S)で表面修飾した金ナノ粒子(AuNP)(ODT-AuNPならびにPC10S-AuNP)の評価と,簡便な固定化法の確立並びに評価を行った.
局在表面プラズモン共鳴(LSPR)を示すAuNPを基板に固定化する技術を確立することは,表面プラズモン(SP)をデバイスへ応用していく上で重要な課題であり,明瞭なLSPRを示す粒径10 nm以上のAuNPの組織体を構築することが必須である.本研究では簡便に高密度単粒子膜を作製可能なLangmuir-Blodgett(LB)法を用いて,AuNP基板の作製を試みた.しかし,LB法にはAuNPが低極性有機溶媒に可溶かつ安定でなければならないという制限があるため,粒径10 nm未満のAuNPが限界であった.LSPRによる増強電場は,粒径50 nm程度で最大になるので,より大きな粒子を用いることが望ましい.そこで,粒径50 nmまでのODT-AuNPの合成を前年度までに報告した.本年度は,LB法によるODT-AuNP膜作製を行った.その結果,高密度単粒子膜を作製し,粒径による共鳴波長制御に成功した.また,大きな粒子の粒子膜は,より大きな増強電場を発生させているものと考えている.
次に,ODT-AuNPの技術を応用して,PC10S-AuNP基板を作製した.まず,増強電場と相互作用しやすく配向したPC10S-AuNP(粒径15-80 nm)を調製し,この溶液が最大で15倍もの発光増強を示すことを観測した.この強い発光は,高配向による効果と推測される.また,LB法により粒子膜を作製した結果,SPとPC10Sの励起子の強い相互作用が示唆された,強いLSPRを発現するAuNPの機能化と簡便な固定化法の確立に成功したことは,SPの実用化へ大きく貢献できる成果であると確信している.

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2016 2015 2014 2013

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Thermal and Chemical Stabilization of Silver Nanoplates for Plasmonic Sensor Application2016

    • Author(s)
      Yukina Takahashi, Koichi Suga, Takuya Ishida, Sunao Yamada
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 32 Pages: 275-280

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Site-selective nanoscale-polymerization of pyrrole on gold nanoparticles via plasmon induced charge separation2016

    • Author(s)
      Yukina Takahashi, Yoshitaka Furukawa, Takuya Ishida, Sunao Yamada
    • Journal Title

      Nanoscale

      Volume: 8 Issue: 16 Pages: 8520-8524

    • DOI

      10.1039/c6nr01531j

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 金ナノ粒子の疎水化と薄膜化の試み2015

    • Author(s)
      石田拓也, 山田 淳
    • Journal Title

      化学工業

      Volume: 66 Pages: 731-735

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Vibrational spectroscopic characterization of 4-acylamidobenzenethiol-stabilized gold nanoparticles2014

    • Author(s)
      Takuya Ishida, Yukina Takahashi, Hiroaki Okamura, Junichi Kurawaki, Sunao Yamada
    • Journal Title

      Vibrational Spectroscopy

      Volume: 73 Pages: 10-14

    • DOI

      10.1016/j.vibspec.2014.04.002

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] プラズモン誘起電荷分離による空間選択的ピロール重合法の開発2016

    • Author(s)
      高橋幸奈,古川善崇,石田拓也,山田淳
    • Organizer
      電気化学会大83回大会
    • Place of Presentation
      大阪府吹田市
    • Year and Date
      2016-03-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation and spectroscopic properties of gold nanoparticles modified with porphyrin monolayers2015

    • Author(s)
      Takuya Ishida, Yukina Takahashi, Sunao Yamada
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 金ナノ粒子表面に形成したポルフィリン連結型アルカンチオール単分子膜の状態解析2015

    • Author(s)
      石田拓也,高橋幸奈,山田淳
    • Organizer
      日本分析化学会第64年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2015-09-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] プラズモン誘起電荷分離に基づく光酸化重合で形成したポリピロールのキャラクタリゼーション2015

    • Author(s)
      古川喜崇,石田拓也,高橋幸奈,山田淳
    • Organizer
      日本分析化学会第64年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2015-09-09
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Langmuir-Blodgett法で製膜した疎水性金ナノ粒子構造のサイズ効果とプラズモン特性2015

    • Author(s)
      迫敬住,立切佑樹,石田拓也,高橋幸奈,山田淳
    • Organizer
      日本分析化学会第64年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2015-09-09
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Fluorescence Enhancement of Dye Molecules Located on Two-Dimensional Assemblies of Hydrophobic Gold Nanoparticles2015

    • Author(s)
      Takuya Ishida, Yuki Tachikiri, Yukina Takahashi, Sunao Yamada
    • Organizer
      27th International Conference on Photochemistry
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2015-06-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characterization of Hydrophobic Gold Nanorods Prepared by the One-step Phase-transfer Reaction from Aqueous to Organic Phase2015

    • Author(s)
      Yukina Takahashi, Moe Motobe, Ryuji Matsumoto, Takuya Ishida, Sunao Yamada
    • Organizer
      27th International Conference on Photochemistry
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2015-06-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 銀ナノプレートの組織状態が屈折率検出感度に及ぼす影響の評価2015

    • Author(s)
      高橋幸奈,山口祐典,井手奈都子,田原弘宣,石田拓也,山田淳
    • Organizer
      第75回分析化学討論会
    • Place of Presentation
      山梨
    • Year and Date
      2015-05-23
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 疎水性金ナノ粒子の創製とLB膜作製2015

    • Author(s)
      石田拓也,立切佑樹,高橋幸奈,山田淳
    • Organizer
      ナノ学会第13回大会
    • Place of Presentation
      宮城県仙台市
    • Year and Date
      2015-05-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Au-TiO2系を利用したピロールの光酸化重合2015

    • Author(s)
      古川喜崇,石田拓也,高橋幸奈,山田 淳
    • Organizer
      ナノ学会第13回大会
    • Place of Presentation
      宮城県仙台市
    • Year and Date
      2015-05-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 光機能性分子で修飾された疎水性金ナノ粒子の創製と分光化学特性2015

    • Author(s)
      石田拓也、高橋幸奈、山田淳
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      船橋(千葉)
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機溶媒に可溶かつ安定な疎水性金ナノ粒子の創製と分光特性2014

    • Author(s)
      石田拓也、高橋幸奈、山田淳
    • Organizer
      第31回九州コロイドコロキウム
    • Place of Presentation
      佐賀
    • Year and Date
      2014-12-19 – 2014-12-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 光機能性分子修飾金ナノ粒子の創製と分光化学特性2014

    • Author(s)
      石田拓也、高橋幸奈、山田淳
    • Organizer
      2014年光化学討論会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] One-step Synthesis and Characterization of Benzenethiol Derivative-protected Gold Clusters2014

    • Author(s)
      Takuya Ishida, Yukina Takahashi, Hiroaki Okamura, Junichi Kurawaki, and Sunao Yamada
    • Organizer
      International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters XVII
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Vibrational Spectroscopic Studies on the Formation Processes and Characteristics of Octadecanethiol Monolayers on the Surfaces of Gold Nanoparticle2014

    • Author(s)
      Takuya Ishida, Yuki Tachikiri, Yukina Takahashi, Junichi Kurawaki, Sunano Yamada
    • Organizer
      International Union of Materials Research Societies-International Conference in Asia
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2014-08-24 – 2014-08-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ベンゼンチオール誘導体保護金クラスターの一段階創製とその分光特性2014

    • Author(s)
      石田拓也、高橋幸奈、岡村浩昭、蔵脇淳一、山田淳
    • Organizer
      第35回光化学若手の会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2014-06-13 – 2014-06-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] オクタデカンチオール保護金ナノ粒子における自己集合単分子膜形成プロセスの振動分光分析2014

    • Author(s)
      石田拓也, 他
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知)
    • Year and Date
      2014-03-28
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 金ナノ粒子表面に形成したオクタデカンチオール単分子膜の振動分光法による状態解析2013

    • Author(s)
      石田拓也, 他
    • Organizer
      第32回固体・表面光化学討論会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京)
    • Year and Date
      2013-12-11
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Vibrational Spectroscopic Characterization of 4-acylamidobenzenethiol-Stabilized Gold Nanoparticles2013

    • Author(s)
      Takuya Ishida, et al.
    • Organizer
      7th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫)
    • Year and Date
      2013-08-26
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] オクタデカンチオール保護金ナノ粒子の振動分光分析2013

    • Author(s)
      石田拓也, 他
    • Organizer
      第30回九州コロイドコロキウム
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡)
    • Year and Date
      2013-08-08
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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