2018 Fiscal Year Annual Research Report
Plasmon-induced fluorescence enhancement of proton transfer reactive molecules in the vicinity of gold nanorods arrayed by an external electric field
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16K04865
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| Research Institution | Aichi University of Education |
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Principal Investigator |
日野 和之 愛知教育大学, 教育学部, 准教授 (60362307)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 金ナノロッド / 外部電場 / プロトン移動 / プラズモン / 蛍光増強 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ポリマー結合金ナノロッド－ジメチルアミノヒドロキシフラボン（DMHF）複合体を調製し、その電場吸収および小角X線散乱（SAXS）測定を行った。ポリマー結合金ナノロッドのアスペクト比を2, 4, 6, 8と変え、ポリマー分子量を700～50000と変えた試料を用意した。また、ロッド作製条件を様々に検討することにより、同じアスペクト比でも長軸の長さ（～200 nm）が異なる試料を用意できた。これにより、ロッド－DMHF分子間距離を数nm～数十nmの範囲で調節できた。
電場を印加するとプラズモン吸収強度の増減が観測された。電場方向にナノロッドが配列すると、同軸方向から可視／近赤外光を入射したときに、長軸方向のプラズモンは励起できず、短軸方向のプラズモンだけを励起できる。それに伴い、長波長側のプラズモン吸収は減少し、短軸側のそれは増大する。アスペクト比2, 4, 6のスペクトルを比較すると、アスペクト比が小さくなる、つまり短軸の長さが大きくなるほど小さな電場強度で短軸ピークの増大と長軸ピークの減少を確認し、電場OFF後の緩和時間が長くなることが分かった。
さらに、試料への電場印加時間を長くするほど、電場OFF後の緩和時間が長くなることが分かった。このことから、ナノロッドに電場相互作用が長くはたらくことで電場を切っても一定方向に並び続けることを明らかにした。
一方、外部電場を印加してSAXS測定を行い、距離分布関数による解析から特異的な集合構造を形成することを明らかにした。電場強度を増大することにより、テトラゴナルからヘキサゴナルへと相転移すること、および、集合構造がより密にパッキングすることである。
DMHFの蛍光増強現象については、金ナノ粒子に結合させた複合体に対して検討した。アルキル鎖長と粒子サイズの組み合わせによって蛍光増大が消光に勝る可能性があることを明らかにした。
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