電場増強ナノ構造体のフェムト秒近赤外分光と量子ドットとの相互作用に関する研究

• Project Area: Strong Photons-Molecules Coupling Fields for Chemical Reactions
• Project/Area Number: 21020035
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kwansei Gakuin University
• Principal Investigator: 玉井 尚登 関西学院大学, 理工学部, 教授 (60163664)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000); Fiscal Year 2010: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2009: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: 貴金属ナノ構造体 / コヒーレント音響フォノン / 半導体量子ドット / 金ナノロッド / フェムト秒近赤外分光 / 過渡吸収 / 金-銀コアシェル構造

Research Abstract

1.ギャップ構造を持つ金ナノプレート(北大・三澤教授)のコヒーレント音響(CA)phononおよびelectronphonon緩和とプラズモンカップリングの関係をフェムト秒近赤外過渡吸収分光によるスペクトルのbleaching peak shiftとdynamicsから解析した。その結果、(1)CA phononはナノギャップの影響を受けず単一ナノ構造体に特有である事、(2)面方向と対角線方向のbreathing modes(T=2d/c_1、c_1は音速)が観測され、バルクより少し大きなYoung率を示す事、これはガラス基板に接着していることによる等がわかった。また、ダブルパルス励起によるCA phononの破壊的干渉と建設的干渉を時間分解分光で観測した。
2.金-銀コアシェルナノロッド(九大・新留准教授)のCA phonon及びelectron-phonon緩和と銀シェルの厚み、アスペクト比の関係を過渡吸収分光により解析した。CA phononから求めた分光学的Young率は、銀シェル厚みが4nmで増加したが、11nmになると金ナノロッドよりも逆に低下した。高分解能TEMによる構造解析との対応から、厚み増加による界面の結晶粒界等がYoung率低下に寄与していると考えた。
3.電場増強ナノ構造体として金ナノロッドおよび金球状微粒子を敷き詰めた基板(北大・坪井准教授)を作製し、CdTe量子ドットとの相互作用の解明を目指した研究を行なった。水溶性CdTe QDsは、金ナノ粒子および金ナノロッド基板上で、ガラス基板上に比べblinkingの頻度が極端に減少して連続的な発光を示した。複数の単一微粒子について発光のon時間の確率分布を解析し、blinking挙動とSPによる局所電場増強の関係を調べた。

Research Products

• [Journal Article] Ultrafast Spectroscopy and Coherent Acoustic Phonon of Au-Ag Core-Shell Nanorods (2011)
  • Author(s): Li Wang
  • Journal Title: J.Chem.Phys. Volume: 134
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Plasmon Coupling and Coherent Acoustic Phonon Dynamics of Periodic Gold Pair Nanocuboids by Near-IR Transient Absorption Spectroscopy (2011)
  • Author(s): Li Wang
  • Journal Title: J.Photochem.Photobiol.A : Chemistry Volume: 220(In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Near-IR vibrational dynamics of periodic gold single and pair nanocuboids (2009)
  • Author(s): Li Wang
  • Journal Title: Appl.Phys.Lett. 95
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of size and capping reagents on biexciton Auger recombination dynamics of CdTe quantum dots (2009)
  • Author(s): Yoichi Kobayashi
  • Journal Title: J.Phys.Chem.C 113 Pages: 11783-11789
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Carrier Multiplication in CdTe Quantum Dots by Single-photon Timing Spectroscopy (2009)
  • Author(s): Yoichi Kobayashi
  • Journal Title: Chem.Lett. 38 Pages: 830-831
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Au-CdSeナノロッドの電子移動と複数励起子ダイナミクス (2011)
  • Author(s): SAGARZAZU Gabriel
  • Organizer: 日本化学会第91春季年会
  • Place of Presentation: 神奈川大学 横浜キャンパス
  • Year and Date: 2011-03-27
• [Presentation] 金ナノプレート対のプラズモンカップリングとコヒーレント音響フォノンダイナミクスの近赤外過渡吸収 (2011)
  • Author(s): 王莉
  • Organizer: 第58回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学
  • Year and Date: 2011-03-25
• [Presentation] Effect of plasmon coupling on near-IR vibrational dynamics of periodic gold nanocuboids (2010)
  • Author(s): 玉井尚登
  • Organizer: Pacifichem 2010
  • Place of Presentation: Honolulu, HAWAII
  • Year and Date: 2010-12-16
• [Presentation] 金ナノ構造体のコヒーレント音響フォノンとプラズモンカップリング (2010)
  • Author(s): 玉井尚登
  • Organizer: 第4回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 大阪大学 豊中キャンパス
  • Year and Date: 2010-09-16
• [Presentation] 金ナノ構造体を用いたCdTe量子ドットの表面プラズモン増強場による発光応答 (2010)
  • Author(s): 河津佳成
  • Organizer: 光化学討論会
  • Place of Presentation: 千葉大学 西千葉キャンパス
  • Year and Date: 2010-09-09
• [Presentation] Coherent Phonon Vibration of Gold Nanostractures and Its Control by Two Excitation Pulses (2010)
  • Author(s): Naoto Tamai
  • Organizer: XXIIIth IUPAC Symposium on Photochemistry
  • Place of Presentation: Ferrara, Italy
  • Year and Date: 2010-07-13
• [Presentation] Single-Particle Spectroscopy and Energy Transfer Dynamics of CdTe Quantum Dots Bound to DNA (2010)
  • Author(s): Shinya Kudo
  • Organizer: XXIIIth IUPAC Symposium on Photochemistry
  • Place of Presentation: Ferrara, Italy
  • Year and Date: 2010-07-13
• [Presentation] 金ナノ微粒子基板による表面プラズモン増強場とCdTe量子ドットの相互作用 (2010)
  • Author(s): 河津佳成
  • Organizer: 日本化学会第90春季年会
  • Place of Presentation: 近畿大学本部キャンパス
  • Year and Date: 2010-03-26
• [Presentation] Coherent phonon vibration of periodical gold nanostractures by near-IR femtosecond transient absorption spectroscopy (2009)
  • Author(s): Naoto Tamai
  • Organizer: The 6th Korea-Japan Symposium on Photoscience(KJFP2009)
  • Place of Presentation: Korea University, KOREA
  • Year and Date: 2009-11-02
• [Presentation] 金ナノ構造体の励起エネルギー緩和の過渡吸収分光による研究 (2009)
  • Author(s): 吉井慎弥
  • Organizer: 第3回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋大学東山キャンパス
  • Year and Date: 2009-09-24
• [Presentation] Coherent phonon vibration of periodical gold nanocuboids by near-IR transient absorption spectroscopy (2009)
  • Author(s): 王莉
  • Organizer: 第3回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋大学東山キャンパス
  • Year and Date: 2009-09-24
• [Presentation] Au-Agコア-シェルナノロッドの超高速分光とコヒーレント音響フォノン (2009)
  • Author(s): 王莉
  • Organizer: 2009年光化学討論会
  • Place of Presentation: 群馬県桐生市市民文化会館
  • Year and Date: 2009-09-17
• [Presentation] 表面プラズモンによる半導体量子ドットの発光増強に関するAFM/顕微分光 (2009)
  • Author(s): 河津佳成
  • Organizer: 2009年光化学討論会
  • Place of Presentation: 群馬県桐生市市民文化会館
  • Year and Date: 2009-09-16
• [Presentation] Agと相互作用したCdSe量子ドットの時間分解フェムト秒レーザー分光 (2009)
  • Author(s): 波内俊文
  • Organizer: 第70回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2009-09-10
• [Book] プラズモンナノ材料の最新技術第3章プラズモニックナノ粒子の超高速分光 (2009)
  • Author(s): 玉井尚登
  • Publisher: CMC出版
• [Remarks]
  • URL: http://sci-tech.ksc.kwansei.ac.jp/~tamai/Top.htm
• [Remarks]
  • URL: http://sci-tech.ksc.kwansei.ac.jp/~tamai/Top.htm