2014 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ構造制御有機薄膜の多重表面プラズモン複合励起と高効率デバイスへの応用
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24560367
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
加藤 景三 新潟大学, 自然科学系, 教授 (00194811)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新保 一成 新潟大学, 自然科学系, 教授 (80272855)
馬場 暁 新潟大学, 研究推進機構超域学術院, 准教授 (80452077)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 表面プラズモン / 有機薄膜 / ナノ構造制御 / 金属グレーティング / 金属微粒子 / 太陽電池 / センサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
CD-RやBD-Rの凹凸構造を利用したインプリントにより，グレーティング構造を持つ金属薄膜および有機薄膜を作製し，表面プラズモン（SP）励起について種々検討した。また，金属グレーティング薄膜上に金属微粒子を配置し，金属グレーティング薄膜界面を伝搬する伝搬型SPと金属微粒子界面に束縛された局在SPとの多重SP複合励起についても検討した。すなわち，金微粒子や銀微粒子を坦持した酸化チタン薄膜を金属グレーティング上に堆積した色素増感太陽電池を作製し，色素/電解質界面での光電流の増大を観測し，この多重SP複合励起は太陽電池の高効率化に有効であることを示した。
また，金属グレーティング上に金属微粒子を配置した場合の透過型SP励起についても検討した。金属微粒子は電解質交互吸着法により堆積し，金属グレーティング表面からの距離を制御し，金属グレーティング薄膜界面での伝搬型SPによる電界内での金属微粒子の表面からの距離変化によるSP増強透過光特性について検討を行った。さらに，長距離伝搬SP励起についても詳しく検討した。そして，これらの透過型SP励起や長距離伝搬SP励起が高感度なセンサの開発に有効であることも示した。
さらに，SP共鳴を光導波路（OWG）分光法や水晶振動子微量天秤（QCM）法と組合せることによる有機センサの高性能化についても検討を行った。すなわち，SP共鳴とOWG分光法を組合せた複合センサにより，交互吸着膜の堆積過程のその場評価を行い，溶液中でも薄膜堆積過程を高精度に評価することが可能であることを示した。また，SP共鳴とQCM法を組合せた複合センサにより，薄膜構造の詳細な評価が可能であることも示した。
以上により，ナノ構造制御した有機薄膜における多重SP複合励起は，有機デバイスの高効率化に有効であることが明らかとなり，今後の高機能・高性能デバイスの開発にも有望であると考えられる。
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[Presentation] 有機・金属微粒子複合薄膜の作製2014
Author(s)
丸山剛弘，馬場 暁，新保一成，加藤景三，金子双男
Organizer
第24回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
Place of Presentation
新潟大学工学部（新潟県新潟市）
Year and Date
2014-10-25 – 2014-10-25
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