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Development of metallic nanoparticles for surface-enhanced Raman scattering with molecular selectivity

Research Project

Project/Area Number 20K21145
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 29:Applied condensed matter physics and related fields
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Nakamura Nobutomo  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50452404)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 菅 恵嗣  東北大学, 工学研究科, 准教授 (00709800)
渡邉 望美  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40892683)
Project Period (FY) 2020-07-30 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords圧電体共振法 / 抵抗スペクトロスコピー / 表面増強ラマン散乱 / ナノ粒子 / 超音波計測 / Au / 金属ナノ粒子 / スパッタリング
Outline of Research at the Start

表面増強ラマン散乱を用いた分子検出においては、測定に使用する金属ナノ粒子の間隔をナノメートルオーダーで調整することで、検出感度の向上および、大きさによる分子選択を実現することができると考えられる。本研究では圧電体共振法という独自に開発した技術を用いて粒子間距離をナノメートルオーダーで変化させたナノ粒子を作製し、この粒子を用いることで、表面増強ラマン散乱を使った分子検出において高感度化および分子選択を実現できるかどうか検証する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed metallic nanoparticles for surface-enhanced Raman scattering with molecular selectivity using the originally developed piezoelectric resonance method. We fabricated nanoparticles with extremely narrow gaps on substrate, and evaluated detectability of molecules with changing the gap size. As a result, we confirmed that it is possible to evaluate the molecular size using the developed metallic nanoparticles.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

医療診断などでは、異なる分子が含まれる溶液から特定の分子を検出する技術が必要となることがある。従来の分子検出では分子間の親和性や分子の光学的性質の違いを利用して分子を同定していたが、本研究では、分子を大きさによって選別するという、これまでになかった技術の開発に取り組んだ。結果として、大きさにもとづく分子選択が実現可能であるとする成果が得られた。この成果は、分子科学や生命科学の進展に寄与するものと期待される。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Restructuring in bimetallic core-shell nanoparticles: Real-time observation2022

    • Author(s)
      Nakamura Nobutomo、Matsuura Koji、Ishii Akio、Ogi Hirotsugu
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 105 Issue: 12 Pages: 125401-125401

    • DOI

      10.1103/physrevb.105.125401

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multi-mode resistive spectroscopy for precisely controlling morphology of extremely narrow gap palladium nanocluster array2021

    • Author(s)
      Nakamura N.、Kashiuchi K.、Ogi H.
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments

      Volume: 92 Issue: 6 Pages: 063901-063901

    • DOI

      10.1063/5.0049536

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of surface-enhanced Raman scattering substrate using ultrasonic resonance method2021

    • Author(s)
      Karin Hattori, Nozomi Watanabe, Keishi Suga, Ryuichi Tarumi, Nobutomo Nakamura
    • Journal Title

      Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics

      Volume: 42

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of surface-enhanced Raman scattering substrate using ultrasonic resonance method2021

    • Author(s)
      Karin Hattori, Nozomi Watanabe, Keishi Suga, Ryuichi Tarumi, Nobutomo Nakamura
    • Organizer
      The 42nd Symposium on Ultrasonics Electronics
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 圧電振動子近傍の金属ナノ粒子が共振特性に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      中村暢伴、樫内健人、荻博次
    • Organizer
      日本機械学会 2021年度年次大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 音を使った半連続ナノ薄膜の作製と水素センサへの応用2020

    • Author(s)
      中村暢伴
    • Organizer
      第103回大阪大学工業会機械工学系技術交流会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited

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Published: 2020-08-03   Modified: 2023-01-30  

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