2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of biophotonics and photochemical applications of silicon quantum dots in collaboration with a consortium established for the formation of "Silicon Nanomaterials Center" founded by US NSF
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18KK0141
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
藤井 稔 神戸大学, 工学研究科, 教授 (00273798)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉本 泰 神戸大学, 工学研究科, 助教 (40793998)
加納 伸也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (20734198)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2024-03-31
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| Keywords | シリコン量子ドット / シリコンナノ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者のグループが開発してきたホウ素とリンを同時ドーピングしたシリコンナノ結晶（量子ドット）のバイオフォトニクス及び光化学分野への応用展開の実証と，直径100nm程度のシリコンナノ粒子のフォトニクス応用に関する研究を実施した。
（１）昨年度に引き続き，シリコン量子ドットの塗布による水素生成光電極の形成と特性評価に関する研究を行った。シリコン量子ドット溶液の塗布により安定した特性を示す水素生成光電極の形成に成功し、得られた結果をNanotechnology誌に発表した。シリコン量子ドット光触媒による二酸化炭素還元に関しては、良好な結果が得られなかった。ホウ素とリンを同時ドーピングしたシリコン量子ドットの構造と電子状態に関して、スロバキアとハンガリーのグループと国際共同研究を行い共著論文をThe Journal of Physical Chemistry C誌に発表した。
（２）Northwestern大学と共同で、シリコンナノ粒子と2次元半導体である遷移金属ダイカルコゲナイドからなる複合ナノ粒子の形成と光学特性の評価を行った。その結果、シリコンナノ粒子のMie共鳴と遷移金属ダイカルコゲナイドの励起子吸収の共鳴的な結合を実験的に観測することに成功した。得られた成果は、国際共著論文としてSmall誌に発表した。
（３）Mie共鳴を有する直径100nm～200nmのシリコンナノ粒子をナノアンテナとして遷移金属ダイカルコゲナイド単層膜の発光増強を実現する事を目的にStanford大学のグループと共同で研究を行い、国際共著論文をACS Photonics誌に発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
コロナ禍の影響により長期間に渡って相互訪問ができず、研究代表者のグループで開発した全無機シリコン量子ドットのバイオ応用及び光化学分野への応用展開に関しては進展が少しスローになっている。一方、Mie共鳴を示すシリコンナノ粒子に関しては国際共同研究が非常に順調に進んでおり、USAのグループのみならずデンマーク工科大学等のヨーロッパのグループとの国際共著論文を多数発表した。今年度の国際共著論文数は6編となっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画通り，UC San DiegoのM. Sailor教授のグループが中心となって推進しているシリコンナノ材料のバイオ応用に関するコンソーシアムのメンバー（主にUSAのグループ，カナダ，イタリア，韓国のグループが准メンバーとして加わっている）と交流を進めるが、より順調に国際共同研究が進んでいるMie共鳴を示すシリコンナノ粒子に研究の重心を移していく。
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| Causes of Carryover |
予算と購入物品の価格のわずかな違いにより次年度使用額が生じた。残額はわずかであり、次年度に消耗品の購入に充てる。
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Research Products
(17 results)
