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2013 Fiscal Year Research-status Report

磁化誘起第二高調波発生による金ナノ構造における界面磁性の解明とナノ材料への応用

Research Project

Project/Area Number 25600006
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

米村 弘明  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40220769)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords第二高調波発生 / 金ナノロッド / 磁化誘起第二高調波発生 / プラズモン / 蛍光増強 / スチルバゾール / 交互吸着法 / Langmuir-Blodgett法
Research Abstract

金ナノロッド(AuNR)は棒状の金ナノ粒子で異方的形状に由来した二つの表面プラズモン(SP)吸収を持つ事が知られている。最近、我々は強磁場を用いた金ナノロッドの磁場配向を報告している。この磁場配向から、金ナノロッドが強磁性であり、磁性には界面磁性が関与していると推察している。本研究では磁化誘起第二高調波発生(MSHG)を用いて、金ナノロッド表面のスピンの存在を調べることを目的の一つとした。今年度はSHG活性分子であるスチルバゾール誘導体(C18Stil)のSH強度に及ぼすAuNRの影響について検討した。ガラス基板上に交互吸着法を用いて、アニオン性ポリマー(PSS)で表面修飾した(PSS -AuNR)とカチオン性ポリマー(PEI)を浸漬によってn回繰り返し行い、glass/(PEI/PSS-AuNR)nを得た。
この基板にさらにPEI、PSSを浸漬によって固定した後に、Langmuir-Blodgett法によってC18Stilを一層固定してサンプル基板(glass/(PEI/PSS-AuNR)n/ PEI/PSS/C18Stil)を作製した。サンプル基板の消失、蛍光スペクトル及びSHGを行った。消失スペクトルにより、積層回数を増加するにつれてAuNRの2つのSP吸収は大きくなった。次に、蛍光スペクトルにより、C18Stil蛍光強度はAuNRの積層回数が多いほど強くなった。この結果より、AuNRの短軸のSPによる増強電場によってC18Stilの蛍光が増強したと考えられる。次に、SHG測定を行うと、C18Stil によるSHGフリンジパターンが観測できた。しかしながら、AuNRの積層回数が増加するにつれて、C18StilのSH強度は減少した。AuNRによる増強電場の強い位置にC18Stilが適切に配置できなかったためと考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

AuNRの表面プラズモンによる増強電場が関与するSHG活性分子のSH強度の大幅な増強が期待されたが、この増強効果を観測できなかった。

Strategy for Future Research Activity

SHG活性分子の変更やSHG活性分子の固定化方法の改善により、AuNRによるSH強度の増強を目指す。AuNRによるSH強度の増強の観測後に、磁化誘起第二高調波発生による金ナノロッド表面のスピンの存在と機構解明を進めてゆく計画である。

  • Research Products

    (16 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Magnetic Field Effects on Photoelectrochemical Reactions of Electrodes Modified with Thin Films Consisting of Conductive Polymers2014

    • Author(s)
      H. Yonemura et al.
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 53 Pages: 01AD06 (1-11)

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.01AD06

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of silver nanoparticles with different sizes on photochemical responses of polythiophene-fullerene thin films2014

    • Author(s)
      J. You et al.
    • Journal Title

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      Volume: 16 Pages: 1166-1173

    • DOI

      0.1039/c3cp53331j

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Organic Bulk Heterojunction Photovoltaic Devices incorporating 2D Arrays of Cuboidal Silver Nanoparticles: Enhanced performance2013

    • Author(s)
      K. Leonard et al.
    • Journal Title

      Chem. Phys. Lett.

      Volume: 584 Pages: 130-134

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2013.08.022

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic Field Effects on Photoelectrochemical Reactions of Electrodes Modified with Poly(3-hexylthiophene) Nanowires2013

    • Author(s)
      H. Yonemura et al.
    • Journal Title

      Mol. Cryst. Liq. Cryst.

      Volume: 579 Pages: 120-123

    • DOI

      10.1080/15421406.2013.803877

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of Silver Nanoparticles on Photocurrents of Zinc Porphyrin-Viologen Linked Compound-Silver Nanoparticle Composite Films2013

    • Author(s)
      R. Matsumoto et al.
    • Journal Title

      Mol. Cryst. Liq. Cryst.

      Volume: 579 Pages: 115-119

    • DOI

      10.1080/15421406.2013.803874

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoelectrochemical Responses from Zinc Porphyrin-Silver Nanoparticle Composite Films Fabricated on ITO Electrodes2013

    • Author(s)
      R. Matsumoto et al.
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 117 Pages: 2486-2493

    • DOI

      10.1021/jp306313w

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photocurrent Enhancement in Porphyrin-Silver Nanoparticle Composite Films using Nanostructures of Silver Nanoparticles2013

    • Author(s)
      R. Matsumoto et al.
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 52 Pages: 04CK07 (1-7)

    • DOI

      10.7567/JJAP.52.04CK07

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Size Effects of Silver Nanoparticles on Photochemical Properties of Polythiophene Thin Films

    • Author(s)
      K. Leonard et al.
    • Organizer
      245tn American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • Place of Presentation
      New Orleans, LA, USA
  • [Presentation] 異方性金属ナノ粒子における界面磁気特性の制御

    • Author(s)
      米村 弘明
    • Organizer
      第1回界面磁気科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      電力中央研究所(東京)
    • Invited
  • [Presentation] Organic photovoltaic devices incorporating 2D arrays of cuboidal silver nanoparticles:Enhanced performance

    • Author(s)
      K. Leonard et al.
    • Organizer
      73rd Physical Electronics Conference on The Physics and Chemistry of Surfaces and Interfaces
    • Place of Presentation
      Raleigh, NC, U.S.A.
  • [Presentation] Effects of Gold Nanoparicls on Photocurrents of Zinc Porphyrin-Viologen Linked Compounds-gold Nanoparticle Composite Films

    • Author(s)
      R. Matsumoto et al.
    • Organizer
      KJF-ICOMEP 2013
    • Place of Presentation
      Busan, Korea
  • [Presentation] Effects of Srong Magnetic Processing on Orientation and Photoproperies of Gold Nanowires on a Substrate

    • Author(s)
      Y. Makihara et al.
    • Organizer
      KJF-ICOMEP 2013
    • Place of Presentation
      Busan, Korea
  • [Presentation] 亜鉛ポルフィリン-ビオローゲン連結化合物-金属ナノ粒子複合薄膜の光特性に及ばすプラズモンの効果

    • Author(s)
      米村 弘明 他
    • Organizer
      2013年光化学討論会
    • Place of Presentation
      愛媛大学(松山市)
  • [Presentation] Magnetic Field Effects on Photocurents of Electrodes Modified with Thin Films Consisting of Conductive Polymers

    • Author(s)
      H. Yonemura et al.
    • Organizer
      International Conference on Magneto-Science 2013
    • Place of Presentation
      Bordeaux, France
  • [Presentation] 導電性ポリマー薄膜を担持した修飾電極の光電流に対する磁場効果:ナノ構造と導電性ポリマーの種類の影響

    • Author(s)
      米村 弘明 他
    • Organizer
      第8回日本磁気科学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学(仙台市)
  • [Presentation] Size Effects of Silver Nanoparticles on Photochemical Properties of Polythiophene Thin Films

    • Author(s)
      J. You et al.
    • Organizer
      2013 Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience
    • Place of Presentation
      Seoul National University, Korea

URL: 

Published: 2015-05-28  

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