2004 Fiscal Year Annual Research Report
高分子ナノ薄膜・ナノ粒子ハイブリッド組識体の自在構築
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14205130
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| Research Institution | TOHOKU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
宮下 徳治 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (40124630)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三ツ石 方也 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教授 (70333903)
松井 淳 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (50361184)
三箇山 毅 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (50327318)
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| Keywords | 高分子 / ナノ薄膜 / ナノ粒子 / ハイブリッド / 金属 / 表面プラズモン |
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| Research Abstract |
本申請研究は、高分子ナノ薄膜をベースとした機能合目的な自在組織化技術の確立および具体的なアウトプットとして、ナノ粒子のハイブリッドデバイス、有機FET、有機超薄膜キャパシター、診断用センサーデバイスへの展開を強力に進めることを念頭においている。本年度得られた研究成果を以下に記す。
1.反応性高分子ナノシートを用いたナノ構造体の自在構築
反応性基としてすぐれた脱離基であるスクシニル基を有するモノマーを用い、N-ドデシルアクリルアミドとの共重合体を合成した.続いてジアミン化合物(DADOO)との高分子反応により側鎖末端にアミノ基を有する反応性共重合体(pDDA-DADOO)を得た.シリコンウェハー上に固定したエポキシド末端の自己組織化膜とDDA-DADOO高分子ナノ薄膜との間の化学反応を利用した固定化を行ったところ、XPSによりナノ薄膜が基板に強固に固定されていることが示された。
2.金属ナノ粒子/光機能性高分子ハイブリッドナノ集積体の光電変換素子への応用
金属ナノ粒子配列制御用テンプレートとしてアミノ基を有する高分子ナノシートを、光機能性高分子ナノシートとしてルテニウム錯体を有するp(DDA/Ru)高分子ナノシートを作製した。p(DDA/Ru)-Agナノ粒子ハイブリッドナノシート集積体ではルテニウム錯体の発光強度が増加し、発光寿命が減少するという興味深い現象が得られた。これはAgナノ粒子の近傍に発生する表面プラズモン共鳴による電場増幅効果とルテニウム錯体からAgナノ粒子へのエネルギー移動という過程が競合しているためと考えられる。ITOガラス基板上にp(DDA/Ru)-Agハイブリッドナノシート集積体を構築し、光電変換デバイスとしての機能を検討した。犠牲試薬としてトリエタノールアミンを使用し、電気化学セルにて光電流測定を行なった。p(DDA/Ru)-Ag系ではp(DDA/Ru)の場合に比べ、光電流の大幅な増加が観察され増幅効果の影響が強いことが示された。これより表面プラズモン共鳴の電場増幅効果を利用した高効率な光電変換デバイスの作製が可能となった。
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