2013 Fiscal Year Annual Research Report
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21226003
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
河田 聡 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30144439)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
庄司 暁 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (20437370)
熊本 康昭 独立行政法人理化学研究所, 基幹研究所, 研究員 (30611727)
田口 敦清 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70532109)
齊藤 結花 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90373307)
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| Project Period (FY) |
2009-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 紫外プラズモニクス / インジウムナノ粒子 / 深紫外表面増強ラマン散乱 / 深紫外顕微分光イメージング / 二酸化チタン / プラズモン増強光触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光をナノスケールの金属構造物の周辺に局在化させて自由電子との結合を促すことで、光電場を増幅することができる（プラズモニック効果）。この効果を用いて光の波長よりも小さい構造物を観測する顕微鏡を作製することができる。また光電場増幅効果により、光学測定の感度を高めることに用いることができる。プラズモニクスはこれまで可視域でのみ研究がなされてきたが、本研究では波長域を深紫外に拡張することに成功した。
1 半導体光触媒効果の増強 紫外プラズモニクスを用いることで、半導体ナノ粒子（二酸化チタン）の光触媒作用の高効率化を実現した。様々なナノ構造について光触媒効果を検証したところ、有機物の分解速度について約14倍、分解量について最大で2倍の増強を得た。これは太陽光の利用を視野に入れた効率的な水素エネルギー発生や環境浄化等の応用を示唆している。
2 紫外域における顕微分光分析の感度向上 これまでプラズモニクス材料として利用されてこなかったインジウムに注目し、紫外光と結合するナノ構造を作製した。DNA構成分子を試料として深紫外ラマン散乱分光を行い、プラズモニック効果により100倍以上の感度向上を観測した。入射レーザー光強度を抑えながら高感度分析を実現したことで、紫外光を用いた高感度非破壊分析の可能性を拓いた。
3 紫外顕微分光法の確立 これまで広帯域測定が困難であった深紫外領域において、白色光源による顕微イメージングシステムを構築し、紫外共鳴レイリー散乱分光を実現した。半導体ナノ粒子のバンドギャップを測定し、半導体量子サイズ効果を単一粒子レベルで実験的に実証した。波長可変フィルターと広視野照明を組み合わせ、細胞の深紫外共鳴レイリー散乱分光画像を、サブミクロンの空間分解能で取得することに成功した。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Indium for deep-ultraviolet (DUV) plasmonics,2014
Author(s)
Yasuaki Kumamoto, Yuika Saito, Atsushi Taguchi, Mitsuhiro Honda, Koichi Watanabe, and Satoshi Kawata,
Organizer
UK Japan Workshop on Nanophotonics, Metamaterials, and Plasmonics at Handai
Place of Presentation
大阪
Year and Date
2014-03-14 – 2014-03-14
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[Presentation] Plasmon enhanced UV Photocatalysis,2013
Author(s)
Yuika Saito, Mitsuhiro Honda, Yasuaki Kumamoto, Atsushi Taguchi, and Satoshi Kawata,
Organizer
UV-DUV Plasmonics and Nanophotonics Workshop (UPN2013)
Place of Presentation
大阪
Year and Date
2013-10-28 – 2013-10-29
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