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Crystallization control of the photoresponsible diarylethene film with a plasmonic chip

Publicly Offered Research

Project AreaApplication of Cooperative-Excitation into Innovative Molecular Systems with High-Order Photo-functions
Project/Area Number 17H05273
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKwansei Gakuin University

Principal Investigator

田和 圭子  関西学院大学, 理工学部, 教授 (80344109)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsジアリールエテン / 光異性化 / 結晶成長 / プラズモン共鳴 / アルミニウムプラズモニックチップ / 顕微鏡 / 光応答 / 結晶 / 表面プラズモン共鳴 / 表面・界面物性 / ナノ構造
Outline of Annual Research Achievements

プラズモニックチップに照射された光は、格子結合型表面プラズモン共鳴 (GC-SPR) により基板表面の電場を増強させる。本研究では、プラズモニックチップに調製した膜厚3 icro mのジアリールエテン(DAE)薄膜の開環体1o -> 閉環体1cへの光異性化と結晶化の過程をin situで顕微鏡観察した。これまでに、in situ観察システムの構築、UV光増強電場を作るアルミニウム(Al)プラズモニックチップの調製、Alプラズモニックチップ上での選択的なDAEの光異性化促進と結晶成長を示すことができた。裏面からの光照射では針状結晶化はDAE薄膜のエッジ部分でのみ見られること、結晶化には1cへの異性化率が60%以上必要で周りに1oの足場の存在が必要であることがわかった。
偏光UV光を照射しプラズモン場が結晶化に与える影響を調べた。用いたプラズモニックチップはピッチ300 nmの一次元周期構造で、このチップ上に調製されたDAE薄膜にUV光を裏面から照射した。照射光路に挿入した偏光子は、格子ベクトルkgと垂直な方向と平行な方向に偏光軸をもつようにセットされた。これらの偏光軸は入射光の波数ベクトルkph // kgの入射面においてそれぞれs偏光とp偏光に相当し、sはプラズモンと結合せず、pのみプラズモンとの結合系である。結果、sでは見られなかった結晶の成長がpでは見られた。1cへの異性化による可視域の吸光度の増大は、pで大きく見られ、プラズモン場が生成する条件では異性化が促進され、針状結晶化につながったと考えられる。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (43 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 3 results) Presentation (31 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Invited: 5 results) Book (1 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Near-Field Microscopic Visualization of Fluorescence Enhanced Region on Two-Dimensional Periodical Gold Nanohole Arrays2019

    • Author(s)
      Keisuke Imaeda, Wataru Minoshima, Keiko Tawa, Kohei Imura
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 123 Issue: 16 Pages: 10529-10535

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b12495

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  • [Journal Article] In Situ Optical and Spectroscopic Imaging of Photochromic Cyclization and Crystallization of a Diarylethene Film with Optical Microscopy2018

    • Author(s)
      Keiko Tawa, Taiga Kadoyama, Ryo Nishimura, Mana Toma, Kingo Uchida
    • Journal Title

      J. Photochem. Photobiolo. A:Chemistry

      Volume: 356 Pages: 397-402

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2018.01.022

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  • [Journal Article] Study on the Mechanism of Diarylethene Crystal Growth by In Situ Microscopy and the Crystal Growth Controlled by an Aluminum Plasmonic Chip2018

    • Author(s)
      T. Kadoyama, R. Nishimura, M. Toma, K. Uchida, K. Tawa
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 34 Issue: 14 Pages: 4217-4223

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b00200

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    • Author(s)
      Wataru Minoshima, Ryuya Ito, Takayuki Takiyama, Tatsuya Kameyama, Tsukasa Torimoto, and Keiko Tawa
    • Journal Title

      J. Photochem. Photobiol. A: Chem.

      Volume: 367 Pages: 347-354

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2018.08.032

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    • Author(s)
      M. Toma, S. Izumi and K. Tawa
    • Journal Title

      Analyst

      Volume: 143 Issue: 4 Pages: 858-864

    • DOI

      10.1039/c7an01577a

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    • Author(s)
      Tawa Keiko、Izumi Shota、Sasakawa Chisato、Hosokawa Chie、Toma Mana
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 25 Issue: 9 Pages: 10622-10622

    • DOI

      10.1364/oe.25.010622

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    • Author(s)
      Keiko Tawa *, Takuya Nakayama, Kenji Kintaka,
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 10 Issue: 9 Pages: 1063-1063

    • DOI

      10.3390/ma10091063

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    • Author(s)
      S. Izumi, N. Hayashi, S. Yamamura, M. Toma and K. Tawa
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 17 Issue: 12 Pages: 2942-2942

    • DOI

      10.3390/s17122942

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      Wataru Minoshima, Eri Nakamura, Takayuki Takiyama, Tatsuya Kameyama, Tsukasa Torimoto, Keiko Tawa
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      3rd Workshop on Photo-active materials with Cooperative and Synergetic Responses, Nnosynergetics, International Associated Laboratory (LIA) between France and Japan
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      K. Tawa, T. Kadoyama, M. Toma, R. Nishimura, K. Uchida
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      田和圭子
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      M. Toma, K. Tawa
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      當麻真奈、田和圭子
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      Keiko Tawa
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    • Author(s)
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    • Organizer
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      Yuki Omura, Yuki Matsubayashi, Chie Hosokawa, Mana Toma, Keiko Tawa
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      APC2018
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      當麻真奈,田中諒,田和圭子
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      Mana Toma, Keiko Tawa
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      International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE9)
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      加登山 太河, 西村 涼, ・當麻 真奈, 内田 欣吾, ・田和 圭子
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      泉 章太, 山村 昌平, 林 尚子, 當麻 真奈, 田和 圭子
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      田和圭子
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    • Author(s)
      Mana Toma, Keiko TAWA,
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      Keiko TAWA
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      泉章太、當麻真奈、田和圭子
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      加登山太河、西村涼、當麻真奈、内田欣吾、田和圭子
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      電気学会:マグネティックス/光・量子デバイス/フィジカルセンサ/マイクロマシン・センサシステム/バイオ・マイクロシステム合同研究会
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      田和圭子
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      加登山 太河・西村 涼・當麻 真奈・内田 欣吾・田和 圭子
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  • [Book] CSJ current Review 32 プラズモンと光圧が導くナノ物質科学2019

    • Author(s)
      日本化学会編  田和圭子、細川千絵
    • Total Pages
      216
    • Publisher
      化学同人
    • ISBN
      9784759813920
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    • URL

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 表面プラズモン励起増強蛍光検出装置および検出方法2017

    • Inventor(s)
      田和圭子
    • Industrial Property Rights Holder
      関西学院大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-168441
    • Filing Date
      2017
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URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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