• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

界面反応計測に最適なプラズモニック結晶型基板の開発と赤外領域への拡張

Publicly Offered Research

Project AreaStrong Photons-Molecules Coupling Fields for Chemical Reactions
Project/Area Number 21020040
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

八木 一三  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 招聘研究員 (40292776)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywords表面増強ラマン散乱 / 表面増強赤外吸収分光 / プラズモニック結晶 / 電気化学アニーリング / 電極触媒 / 酸素還元反応 / 表面プラズモン / 表面増強赤外吸収 / 電気化学 / in situ測定 / 表面・界面 / 燃料電池
Research Abstract

電気化学環境下、特に腐食が起こりやすい酸性で貴電位印加状態、において安定な分光信号増強能を有する分光電気化学基板の製作を検討し,プラズモニック結晶基板のデザインとその評価を試みた。具体的には燃料電池電極触媒表面における反応の原子・分子レベルでの解析を目指している。当初、逆ピラミッドピット型プラズモニック結晶により、表面増強ラマン散乱(SERS)活性な基板を製作し、単分子層レベルの感度を有することを示すことができたが、白金を用いたSERS活性基板の構築には至っていない。そこで、表面プラズモンポラリトン(SPP)の伝搬長が白金では非常に短いことを考慮し、金表面のSPPを白金に集約し、白金表面での増強を実現することを検討した。そのためにポリスチレン(PS)球を鋳型とする球状セグメントボイド(SSV)型のプラズモニック結晶を製作することにした。ラピッドコンベクションデポジション法により、金平面基板表面に直径600nmのPS球単粒子層を構築し、その隙間を金メッキにより埋めることで種々の深さを有するAu-SSV基板を製作した。引き続きPS球を保持したまま、Pt電析を行うことでAuボイドの上部にPtリムを構築した。Ptリムの有無やプローブ分子の導入法を変えながらラマン信号計測を行うことで、Auボイド内のSPPをPtリムに集約できることを明らかにした。
一方、プラズモニック結晶構造の裏面から赤外光を入射することで表面増強赤外吸収(SEIRA)分光用基板の製作についても検討していたが、スパッタで調製したAu表面を電気二重層領域で繰り返しサイクルすることでSEIRA活性が間便に得られることを明らかにでき、これを用いてAu電極表面で酸素還元反応(ORR)が起こっている、その場の界面構造を分子レベルで明らかにすることに成功した。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2010 2009

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

  • [Journal Article] Electrochemical Modification of Surface Morphology of Au/Ti Bilayer Films Deposited on Si Prism for In Situ Surface-Enhanced Infrared Absorption (SEIRA) Spectroscopy2010

    • Author(s)
      N.Ohta, K.Nomura, I.Yagi
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 26 Pages: 18097-18104

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nanostructures to Probe Electrocatalytic Reactions2010

    • Author(s)
      I.Yagi, K.Nomura, et al.
    • Journal Title

      ECS Transaction

      Volume: 28 Pages: 111-120

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mesoporous Materials toward Nanofabricator and Nanoreactor2010

    • Author(s)
      Ichizo Yagi, et al.
    • Journal Title

      Electrochemistry 78

      Pages: 105-113

    • NAID

      130002150568

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] In situ activation of surface enhanced infrared absorption (SEIRA) of flat Au/Ti thin film electrode2010

    • Author(s)
      I.Yagi, K.Nomua, N.Ohta
    • Organizer
      Pacifichem 2010
    • Place of Presentation
      Honolulu, HI, USA
    • Year and Date
      2010-12-16
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Nanostructures to probe and drive electrocatalytic reactions2010

    • Author(s)
      I.Yagi, A.Hayashi, et al.
    • Organizer
      277^<th> ECS Meeting
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      2010-04-28
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 電極触媒反応追跡に資する分光計測ツールの開発2009

    • Author(s)
      八木一三, 他
    • Organizer
      分子科学討論会2009
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2009-09-21
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Book] 近接場光のセンシング・イメージング技術への応用2010

    • Author(s)
      八木一三
    • Total Pages
      10
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

URL: 

Published: 2009-04-01   Modified: 2018-03-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi