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銀ナノキューブの光捕集構造を利用した光電気化学過程の高機能化

Research Project

Project/Area Number 16J08206
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Functional solid state chemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

齋藤 滉一郎  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords局在表面プラズモン共鳴 / プラズモン誘起電荷分離 / 部位選択的酸化反応 / ナノ構造制御 / 異方性ナノ粒子 / 円偏光 / キラルナノ構造 / 銀ナノキューブ / 酸化チタン / ナノフォトニクス / 非対称散乱挙動
Outline of Annual Research Achievements

昨年度の研究で報告した、プラズモン誘起電荷分離(PICS)を利用した銀ナノキューブの部位選択的な酸化溶解について、光電気化学過程の高機能化の応用例として、異方性ナノ粒子の成長(報告①)およびキラルナノ構造体の作製(報告②)を達成した。
報告① PICSを利用したAgナノ構造体の成長制御
PICSによる銀の酸化反応が進行する部位では、銀の還元反応による析出が生じにくくなると考え、これを利用して、酸化チタン上での銀ナノ構造体の成長制御を試みた。金ナノロッドを核として銀ナノ直方体を成長させる際に、酸化チタン基板上で、かつ可視光照射下で行うことで側面方向の成長を抑制し、基板に対して垂直方向に優先的に成長した板状の直方体を作製できることを見出した。
報告② 円偏光PICSを利用したキラルプラズモニックナノ構造体の作製
金ナノ直方体が左右の円偏光に応じて異なる角に局在電場を生じることに注目し、PICSによって鉛イオンを酸化して酸化鉛を金ナノ直方体上の電場局在部位に選択的に析出させることで、キラルナノ構造体を簡便かつ大面積に作製することに成功した。円偏光のみをキラリティーの源として、ナノサイズのキラルナノ構造体をボトムアップ的に作製した例は調べた限り報告がなく、簡便かつ大面積にキラルナノ構造を構築できる新規な手法である。作製したキラル構造は、ナノ粒子や量子ドット等を吸着させてキラリティーを大きくしたり、円偏光に応じた光学特性付与することも可能と考えられる。キラル分子のセンシング、不斉反応など、さらに応用が広がることが期待される。
以上の結果から、当初予定していた金薄膜と銀ナノキューブによる光捕集構造を用いたPICSに関する検討は十分に行えなかったものの、銀ナノキューブの光電気化学過程を調べることで得られた知見を活かし、PICSによる様々な応用を展開し高機能化を達成することができたと考える。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Chiral Plasmonic Nanostructures Fabricated by Circularly Polarized Light2018

    • Author(s)
      Saito Koichiro、Tatsuma Tetsu
    • Journal Title

      Nano Letters

      Volume: 印刷中 Issue: 5 Pages: 3209-3212

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.8b00929

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoassisted Bottom-Up Construction of Plasmonic Nanocity2017

    • Author(s)
      K. Saito and T. Tatsuma
    • Journal Title

      Nanoscale

      Volume: 9 Issue: 47 Pages: 18624-18628

    • DOI

      10.1039/c7nr07082a

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Plasmonic Control and Stabilization of Asymmetric Light Scattering from Ag Nanocubes on TiO22017

    • Author(s)
      Koichiro Saito, Kenji Setoura, Syoji Ito, Hiroshi Miyasaka, Yoshitaka Mitsuda, Tetsu Tatsuma
    • Journal Title

      ACS Applied Materials & Interfaces

      Volume: 9 Issue: 12 Pages: 11064-11072

    • DOI

      10.1021/acsami.7b01457

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Control of Asymmetric Scattering Behavior of Plasmonic Nanoparticle Ensembles2016

    • Author(s)
      K. Saito and T. Tatsuma
    • Journal Title

      ACS Photonics

      Volume: 3 Issue: 10 Pages: 1782-1786

    • DOI

      10.1021/acsphotonics.6b00547

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Site-Selective Plasmonic Etching of Silver Nanocubes2016

    • Author(s)
      K. Saito and T. Tatsuma
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. Lett.

      Volume: 7 Issue: 21 Pages: 4363-4368

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.6b02393

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 円偏光によるキラルなプラズモニックナノ構造体の作製2018

    • Author(s)
      齋藤 滉一郎、立間 徹
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 光照射下における銀ナノ直方体の垂直成長およびプラズモン共鳴特性2017

    • Author(s)
      齋藤 滉一郎、立間 徹
    • Organizer
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Site-Selective Etching of Silver Nanocubes on TiO2 by Plasmon-Induced Charge Separation2016

    • Author(s)
      K. Saito, I. Tanabe, and T. Tatsuma
    • Organizer
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science 2016 (PRiME2016)
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
    • Year and Date
      2016-10-04
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Control of morphology and optical properties of silver nanocubes based on plasmon-induced charge separation2016

    • Author(s)
      K. Saito, I. Tanabe, and T. Tatsuma
    • Organizer
      2016年光化学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学駒場第一キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 立間研究室ホームページ

    • URL

      http://www.iis.u-tokyo.ac.jp/~tatsuma/

    • Related Report
      2017 Annual Research Report 2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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