Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
近接場光がナノ領域に局在しているという特長を活かすことで、新しい光励起が可能であることを実証してきた。本研究では、この近接場光によって発生する短波長の成分を利用することで、近赤外光誘起による高効率二酸化炭素還元を実証する。近接場光の励起源には、天然光合成材料を利用する。近赤外光によって励起される天然光合成材料は新たに近接場光が発生する。この近接場光による短波長光の発生と同時に、短波長光の取り出し効率を最適化するナノ構造体によって高い二酸化炭素還元効率が得られる。天然光合成材料と人工光合成材料を近接場光によって融合し、近赤外光誘起の二酸化炭素還元を実証する。
本研究では、この非一様光場による二次高調発生（Second Harmonic Generation: SHG）を利用することで、近赤外光誘起による高効率二酸化炭素還元を実証することを目的とした。具体的には光近接場に基づくSHGを利用して、近赤外光を活用したRu錯体の光駆動を検討した。まず、大小二種類の量子ドットと光硬化樹脂を混合し、光照射後に大量子ドットのスペクトル強度増大が最大となる量子ドットの割合を最適化した。得られたドロップレット（量子ドット凝集体）の作製時に、近接場光誘起のSHGを利用するため、得られたドロップレットでは強いSHG強度が期待される。その結果、ドロップレットを用いると、利用しない場合と比較してルテニウム錯体のPL増強（2.8倍）を観測することに成功した。また、さらなる、ルテニウム錯体の発光増強のため、金ナノ粒子の検討を行った。その結果、金ナノ粒子を加えたことによるルテニウム錯体の発光強度増加を確認することに成功した。金ナノ粒子には球状の物と、表面に微小突起を有するナノアーチンの比較を行った。その結果、球状の金ナノ粒子を用いた場合に、より強いルテニウム錯体の発光強度得られた。また、粒径依存性も検討を行った。その結果、粒形が大きい条件ほど錯体の発光強度増加得られた。この結果は、より大きな表面積ほど多くの錯体が吸着するためであると考えられる。いずれの結果も励起波長800nmという近赤外光を用いており、近赤外光誘起による高効率二酸化炭素還元実現に向けた知見を得ることに成功した。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Advanced Functional Materials
Volume: － Issue: 26 Pages: 2102183-2102183
10.1002/adfm.202102183
Scientific Reports
Volume: 11 Issue: 1 Pages: 5642-5642
10.1038/s41598-021-84944-w
IEEE Transactions on Magnetics
Volume: 57 Issue: 2 Pages: 1-5
10.1109/tmag.2020.3009334
Journal of Nanophotonics
Volume: 14 Issue: 04 Pages: 046011-046011
10.1117/1.jnp.14.046011
Nanophotonics
Volume: 9 Issue: 15 Pages: 4505-4518
10.1515/nanoph-2020-0305
ACS Photonics
Volume: 7 Issue: 10 Pages: 2915-2922
10.1021/acsphotonics.0c01377
Japanese Journal of Applied Physics
Volume: 59 Issue: 7 Pages: 077002-077002
10.35848/1347-4065/ab9277
https://lux.ee.tut.ac.jp/
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