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2010 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ構造界面に基づく光電気化学的エネルギー変換システムの構築

Planned Research

Project AreaStrong Photons-Molecules Coupling Fields for Chemical Reactions
Project/Area Number 19049008
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

立間 徹  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (90242247)

Keywordsプラズモン共鳴 / 金属ナノ粒子 / 酸化チタン / 光誘起電荷分離 / 光電変換 / 光触媒 / フォトクロミズム
Research Abstract

我々は最近、プラズモン共鳴により光を吸収する貴金属ナノ粒子(NPs)を酸化チタンなどのn型半導体と組み合わせた系において、光誘起電荷分離が可能であることを見出した。この系は、NPの吸収断面積が大きく、またNPのモルフォロジーによって光学特性を制御できる、といった特徴がある。本研究では、この電荷分離の機構を解明し、光電変換、光触媒、多色フォトクロミズム、光電気化学アクチュエータなどへの応用を試みることを目的とした。
銀ナノロッドの近赤外域における挙動に関する検討では、酸化チタン単結晶上に二軸配向した銀ナノロッドに可視~近赤外偏光を照射すると、ナノロッドの長軸モードを励起したときには両端付近に、短軸モードを励起したときには側面付近で再析出ナノ粒子が高い頻度で観察され、プラズモン誘起電荷分離が起こりやすいことが確認された。このことから、局在電場が電荷分離を誘起または促進している可能性が高いことがわかり、プラズモン誘起電荷分離の機構を解明する上で重要な、また電荷分離効率を向上させるための指針となる知見が得られた。
銀ナノプレートの近赤外域における挙動に関する検討では、酸化チタン上に直立配向した銀ナノプレート一粒子の光学特性を暗視野顕微鏡を備えた原子間力顕微鏡により検討することに成功した。さらにそれを、可視偏光または近赤外偏光を用いることにより、配向選択的に転倒させることができた。転倒による光学特性の変化は離散化双極子法によるスペクトル計算による検討と合致した。偏光選択的に応答する光学素子・光電気化学素子などに応用できる可能性がある。

  • Research Products

    (11 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Photoelectrochemical and Optical Behavior of Single Upright Ag Nanoplates on a TiO2 Film2011

    • Author(s)
      I.Tanabe
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 115 Pages: 1695-1701

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nanoimaging of Localized Plasmon-Induced Charge Separation2011

    • Author(s)
      E.Kazuma
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 47(掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 金属ナノ粒子のプラズモン共鳴に基づく光電気化学反応2011

    • Author(s)
      立間徹
    • Journal Title

      Electrochemistry

      Volume: 79 Pages: 98-103

  • [Journal Article] 金属ナノ粒子およびクラスターと酸化チタンとの界面における光誘起電荷分離2011

    • Author(s)
      坂井伸行
    • Journal Title

      化学工業

      Volume: 62(掲載確定)

  • [Journal Article] Photocatalysis of Au25-Modified TiO2 under Visible and Near Infrared Light2010

    • Author(s)
      A.Kogo
    • Journal Title

      Electrochemistry Communications

      Volume: 12 Pages: 996-999

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 多色フォトクロミック材料としての銀ナノ粒子2010

    • Author(s)
      立間徹
    • Journal Title

      表面技術

      Volume: 61 Pages: 478-482

  • [Journal Article] 金属で光を捉える-プラズモニクスと化学反応2010

    • Author(s)
      立間徹
    • Journal Title

      化学

      Volume: 65 Pages: 74-75

  • [Journal Article] プラズモン誘起電荷分離とその機構2010

    • Author(s)
      立間徹
    • Journal Title

      日本写真学会誌

      Volume: 73 Pages: 286-289

  • [Presentation] プラズモン共鳴による電荷分離とナノ粒子の構造制御2011

    • Author(s)
      立間徹
    • Organizer
      日本化学会第91春季年会
    • Place of Presentation
      神奈川大学
    • Year and Date
      2011-03-27
  • [Presentation] Charge Separation Induced by Near-Infrared Light at the Anisotropic Ag Nanoparticle-TiO2 Interface2010

    • Author(s)
      T.Tatsuma
    • Organizer
      217th ECS Meeting
    • Place of Presentation
      カナダ、バンクーバー
    • Year and Date
      2010-04-28
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.iis.u-tokyo.ac.jp/~tatsuma/

URL: 

Published: 2012-07-19  

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