2021 Fiscal Year Annual Research Report
分子選択性を有する表面増強ラマン散乱用金属ナノ粒子の開発
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20K21145
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中村 暢伴 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50452404)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅 恵嗣 東北大学, 工学研究科, 准教授 (00709800)
渡邉 望美 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40892683)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 表面増強ラマン散乱 / 圧電体共振法 / Au / ナノ粒子 / 抵抗スペクトロスコピー / 超音波計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではスパッタリングと圧電体共振法を組み合わせて、表面増強ラマン散乱による分子検出に適したナノ粒子を開発することを研究目的としている。前年度までに、圧電体共振法を用いてさまざまな形態のAuナノ粒子を作成し、ラマン散乱光の強度がAuナノ粒子の形態によって変化することを確認した。本年度はAuナノ粒子に分子を吸着させる実験条件がラマン散乱計測に与える影響を評価した。結果として、溶液中に浸漬して分子を吸着させる場合は、浸漬時間によってラマン散乱光の強度が変化することが確認された。さらに、大きさの異なる分子の検出も試みた。また、ナノ粒子の形態とラマン散乱光の強度の間にみられる関係の原因を調べるために、有限要素法による電場解析を行った。解析結果は実験結果を再現するものであり、ナノ粒子の形態とラマン散乱光の関係を説明するモデルを考案することができた。さらに、圧電体共振法を用いてナノ粒子を作成する際には、使用する共振モードによってナノ粒子の形状が変化すると考えられた。そこで、さまざまな共振モードを用いてナノ粒子を作成し、得られた結果をもとに、ナノ粒子の形態をより精密に調整することのできる手法を開発した。このように、本研究ではラマン散乱計測に適したAuナノ粒子の作製手法の開発に取り組み、圧電体共振法を用いることでラマン散乱の計測感度を調整・最適化できることを実験とシミュレーションによって示すことに成功した。これらの研究成果は、高感度な分子検出や分子の選択的検出の実現可能性を示唆するものであった。
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