走査型近視野顕微鏡を用いた光機能界面の微小領域現象

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07241211
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 藤島 昭 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30078307)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 馬場 凉 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (70198951)
• Keywords: 近視野顕微鏡 / 光機能界面 / 微小領域 / 光触媒 / 顕微鏡光測定 / 2次マッピング / 過酸化水素

Research Abstract

本研究は、走査型近視野顕微鏡(NSON)の手法を用いた顕微蛍光速度により、下記の課題について研究を遂行してきた。
1.金属担持酸化チタン光触媒における反応生成物の光学的2次マッピングを粒10nmの解像度で行い、
2.その結果から光触媒反応の機構について新たな知見を得、より高効率の新規触媒の指針を得た。
具体的にはプロトン、過酸化水素等の光触媒反応生成物を選択的に反応する色素の蛍光強度の局所分布を極細化した光ファイバーを用いて検出することにより、生成物のイメージングを試みた。具体的な研究成果は下記に記す。
1)走査型近視野顕微鏡システムを利用した微小領域蛍光測定システムの構築
微小領域での蛍光測定を可能とするための走査型近視野顕微鏡システムの光検出部をモノクロメーターを通してCCDカメラに接続し、得られたデーターについてコンピュータを用いて画像解析を行った。
2)測定系の最適化
微小領域での蛍光測定に適した高活性の金属(白金、パラジウム等)担持酸化チタン触媒を作製した。また、蛍光イメージングに用いる色素(フルオレセインスコポレチン)の最適濃度等の基礎データを蓄積した。
3)光触媒反応生成物のナノスケール蛍光イメージング
1)で構築した装置を利用して反応生成物のナノスケールでの蛍光イメージングを行った。結果を形状や顕微ラマンイメージと比較し、反応機構についての考察を行った。さらに貴金属種を変えたときの反応機構の相違についても検討を行った。

Research Products

• [Publications] R.Wang and A.Fujishima etc.: "Selective In-Plane Photoelectrochemical Reaction of an Azobenzene Derivative in an Assembled Film" The Journal of Physical Chemistry. 99(10). 3352-3356 (1995)
• [Publications] T.Nakashima and A.Fujishima etc.: "Adsorption of Anionic and Cationic Dyes in Dilute Solutions onto a SnO2 Surface Measured by Total Internal Reflection Fluorescence" Ber.Bunsenges.Phys.Chem.99(4). 609-616 (1995)
• [Publications] H.Sakai and A.Fujishima etc.: "Local Detection of Photoelectrochemically Produced H202 with a "Wired"Horseradish Peroxidase Microsensor" The Journal of Physical Chemistry. 99(31). 11896-11900 (1995)
• [Publications] H.Matsubara and A.Fujishima etc.: "Photoactive TiO2 Containing Paper:Preparation and Its Photocatalytic Activity under Weak UV Light Illumination" Chemistry Letters. 767-768 (1995)
• [Publications] T.Kawasaki and A.Fujishima etc.: "Imaging of One-Dimensional Conducting Pt Complexes Using Atomic Force Microscopy" Chemistry Letters. 879-880 (1995)
• [Publications] K.Morigaki and A.Fujishima etc.: "Azobenzene-Derivative Langmuir-Blodgett Films Deposited on Various Thiol Monolayers" The Journal of Physical Chemistry. 99(40). 14771-14777 (1995)
• [Publications] K.Ikeda and A.Fujishima etc.: "Microscopic Observation of Photocatalytic Reaction Using Microelectrode:Special Resolution for Reaction Products Distribution" Chemistry Letters. 979-980 (1995)
• [Publications] K.Ajito and A.Fujishima etc.: "Study of the Photochromic Properties of Amorphous MoO3 Films Using Raman Microscopy" The Journal of Physical Chemistry. 99(44). 16383-16388 (1995)
• [Publications] T.Kato and A.Fujishima etc.: "Photoelectrochemical Reduction of Tetrazolium Salts to Formazans on Surfaces of Semiconductor Powders in Alcohol Solutions" Spectroscopy Letters.28(6). 849-859 (1995)
• [Publications] K.Hashimoto and A.Fujishima etc.: "Structural Analysis of a Diamond Film Grown on a Photoelectrochemically Etched Silicon Substrate by Micro^Raman Spectroscopy" J.Electroanal.Chem.397. 339-341 (1995)
• [Publications] I.Sopyan and A.Fujishima etc.: "Efficient TiO2 Powder and Film Photocatalysts with Rutile Crystal Structure" Chemistry Letters. 69-70 (1996)
• [Publications] J.F.Zhi and A.Fujishima etc.: "Photoelectrochromic Properties of a Spirobenzopyran Derivative" Journal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry. 92. 91-97 (1995)
• [Publications] R.Wang and A.Fujishima etc.: "Polarized Photoelectrochemical Reaction of an Azobenzene Derivative in Langmuir-Blodgett Films" Journal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry. 92. 111-116 (1995)