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2013 Fiscal Year Annual Research Report

低エネルギー光子による化学反応駆動とその利用

Research Project

Project/Area Number 25620003
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

村越 敬  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40241301)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2014-03-31
Keywords表面・界面
Research Abstract

近年、光エネルギー変換、デバイス応用、高感度分析といった分野にて物質の光励起過程の制御に関する研究が盛んに行われている。しかし、光と物質間の相互作用は、物質固有の電子状態によって規定されるため、その構造最適化による限界はすでに明らかとなっている。一方、光を金属の自由電子の集団振動である局在表面プラズモンに変換することによって、高度に局在化した異方的な光電場が金属表面に形成され、近傍の物質系に対して選択的に作用させることが可能となる。しかしこれまでこのようなプラズンを利用した光励起については、電場局在による電場強度の増大のみが議論され、金属構造と分子の相互作用による影響を加味した検討は非常に限られていた。本研究では、このような現況にあるプラズンを利用した光励起過程について、表面増強ラマン散乱(SERS)計測をプローブとして局在電場内にある物質特有の光励起プロセスを探索し、制御因子を明らかとすることを目的に検討を行った。その結果、プラズモンによる物質の光励起過程に関してその増強偏光方位や、励起エネルギーについてこれまで見出されていなかった新しい特徴を明らかとするとともに、光と物質が強く相互作用している状態で励起エネルギーが自在に制御可能となる新しい手法を確立した。これらの成果は、物理化学分野における新領域を拓くものである。

  • Research Products

    (57 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (49 results) (of which Invited: 6 results)

  • [Journal Article] Expandability of Ultralong C-C Bonds: Largely Different C-C Bond Lengths Determined by Low-temperature X-ray Structural Analyses on Pseudopolymorphs of 1,1-Bis(4-fluorophenyl)-2,2-bis(4-methoxyphenyl)pyracene2014

    • Author(s)
      T. Suzuki, Y. Uchimura, F. Nagasawa, T. Takeda, H. Kawai, R. Katoono, K. Fujiwara, K. Murakoshi, T. Fukushima, A. Nagaki, J. Yoshida
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 43 Pages: 86-88

    • DOI

      10.1246/cl.130872

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Raman Enhancement via Polariton States Produced by Strong Coupling between a Localized Surface Plasmon and Dye Excitons at Metal Nanogaps2014

    • Author(s)
      F. Nagasawa, M. Takase, K. Murakoshi
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. Lett.

      Volume: 5 Pages: 14-19

    • DOI

      10.1021/jz402243a

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selection-Rule Breakdown at Plasmon-Induced Electronic Excitation of an Isolated Single-Walled Carbon Nanotube2013

    • Author(s)
      M. Takase, H. Ajiki, Y. Mizumoto, K. Komeda, M. Nara, H. Nabika, S. Yasuda, H. Ishihara, K. Murakoshi
    • Journal Title

      Nature Photonics

      Volume: 7 Pages: 550-554

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selective Nitrogen Doping in Graphene for Oxygen Reduction Reactions2013

    • Author(s)
      S. Yasuda, L. Yu, J. Kim, K. Murakoshi
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 49 Pages: 9627-9629

    • DOI

      10.1039/c3cc45641b

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Permanent Fixing or Reversible Trapping and Release of DNA Micropatterns on a Gold Nanostructure Using Continuous-Wave or Femtosecond-Pulsed Near-Infrared Laser Light2013

    • Author(s)
      T. Shoji, J. Saitoh, N. Kitamura, F. Nagasawa, K. Murakoshi, H. Yamauchi, S. Ito, H. Miyasaka, H. Ishihara, Y. Tsuboi
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 135 Pages: 6643-6648

    • DOI

      10.1021/ja401657j

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Observation of Defocus Images of a Single Metal Nanorod2013

    • Author(s)
      T. Motegi, H. Nabika, Y. Niidome, K. Murakoshi
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 117 Pages: 2535-2540

    • DOI

      10.1021/jp3065008

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Single-Molecule Observations for Determining the Orientation and Diffusivity of Dye Molecules in Lipid Bilayers2013

    • Author(s)
      T. Motegi, H. Nabika, K. Murakoshi
    • Journal Title

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      Volume: 15 Pages: 12895-12896

    • DOI

      10.1039/c3cp51585k

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Plasmonically Nano-Confined Light Probing Invisible Phonon Modes in Defect-Free Graphene2013

    • Author(s)
      K. Ikeda, M. Takase, N. Hayazawa, S. Kawata, K. Murakoshi, K. Uosaki
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 135 Pages: 11489-11492

    • DOI

      10.1021/ja4056596

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] プラズモン光ピンセットで形成した高分子集合体への分配抽出を利用した有機分子の高感度検出法の提案2014

    • Author(s)
      須郷大毅, 東海林竜也, 喜多村曻, 長澤文嘉, 村越敬, 坪井泰之
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,名古屋市
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] 自己組織化単分子膜ナノドット形成とその導電性AFM測定2014

    • Author(s)
      竹内悠真, 村越敬, 池田勝佳
    • Organizer
      化学系学協会北海道支部2014年冬季研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学,札幌市
    • Year and Date
      20140128-20140129
  • [Presentation] 局在プラズモン‐励起子強結合状態の電気化学電位制御2014

    • Author(s)
      大貫温順, 長澤文嘉, 保田諭, 村越敬
    • Organizer
      化学系学協会北海道支部2014年冬季研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学,札幌市
    • Year and Date
      20140128-20140129
  • [Presentation] フォトエッチング加工酸化チタン電極を用いたプラズモニック光電変換系の構築2014

    • Author(s)
      戸田貴大, 鈴木健太郎, 二嶋諒, 保田諭, 村越敬
    • Organizer
      化学系学協会北海道支部2014年冬季研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学,札幌市
    • Year and Date
      20140128-20140129
  • [Presentation] 電気化学STMによるグラフェン/Au(111)の表面構造観察2014

    • Author(s)
      熊谷諒太, 佐藤志野, 保田諭, 村越敬
    • Organizer
      化学系学協会北海道支部2014年冬季研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学,札幌市
    • Year and Date
      20140128-20140129
  • [Presentation] 表面増強ラマン散乱による単一単層カーボンナノチューブの光特性評価2014

    • Author(s)
      吉井孝拓, 長澤文嘉, 保田諭, 村越敬
    • Organizer
      化学系学協会北海道支部2014年冬季研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学,札幌市
    • Year and Date
      20140128-20140129
  • [Presentation] Electrochemical Synthesis of Carbon Nanomaterial at Room-Temperature.2014

    • Author(s)
      金制憲, 保田諭, 村越敬
    • Organizer
      化学系学協会北海道支部2014年冬季研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学,札幌市
    • Year and Date
      20140128-20140129
  • [Presentation] 局在プラズモンによる分子配向・電子励起状態制御2013

    • Author(s)
      村越敬
    • Organizer
      日本光学会年次学術講演会(OPJ2013)
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂,奈良市
    • Year and Date
      20131112-20131114
    • Invited
  • [Presentation] Pt-Ru電極触媒表面のギャップモード増強ラマン観察2013

    • Author(s)
      木村文, 村越敬, 池田勝佳
    • Organizer
      第7回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      京都テルサ,京都市
    • Year and Date
      20130924-20130927
  • [Presentation] 金ナノ構造/酸化チタンによる可視-近赤外プラズモン光電変換能評価2013

    • Author(s)
      二嶋諒, 長澤文嘉, 保田諭, 池田勝佳, 村越敬
    • Organizer
      2013年光化学討論会
    • Place of Presentation
      愛媛大学,松山市
    • Year and Date
      20130911-20130913
  • [Presentation] 水素吸蔵によるPdナノ構造体のプラズモン共鳴制御2013

    • Author(s)
      内山紗里, 村越敬, 池田勝佳
    • Organizer
      2013年光化学討論会
    • Place of Presentation
      愛媛大学,松山市
    • Year and Date
      20130911-20130913
  • [Presentation] In-Situ SERS Observation of 4,4’-Bipyridine Adsorbed on Au Surface under Electrochemical Potential Control2013

    • Author(s)
      Y. Yonezawa, F. Nagasawa, K. Murakoshi
    • Organizer
      ICAVS-7
    • Place of Presentation
      神戸コンベンションセンター,神戸市
    • Year and Date
      20130825-20130830
  • [Presentation] Control of Surface-Enhanced Raman Scattering Intensity at Localized Surface Plasmon - Exciton Coupling.2013

    • Author(s)
      F. Nagasawa, M. Takase, K. Murakoshi
    • Organizer
      ICAVS-7
    • Place of Presentation
      神戸コンベンションセンター,神戸市
    • Year and Date
      20130825-20130830
  • [Presentation] Selection-Rule Breakdown at Plasmon-Induced Electronic Excitation of an Isolated Single-Walled Carbon Nanotube at Metal Nanogap.2013

    • Author(s)
      K. Murakoshi
    • Organizer
      ICAVS-7
    • Place of Presentation
      神戸コンベンションセンター,神戸市
    • Year and Date
      20130825-20130830
    • Invited
  • [Presentation] Observation of Strong Coupling Between Localized Surface Plasmon and Molecule Exciton Using Surface-Enhanced Raman Scattering2013

    • Author(s)
      F. Nagasawa, M. Takase, K. Murakoshi
    • Organizer
      ICP 2013
    • Place of Presentation
      KU Leuven, Belgium
    • Year and Date
      20130721-20130726
  • [Presentation] Breakdown in the Selection Rule at Plasmon-Induced Electronic Excitation2013

    • Author(s)
      K. Murakoshi
    • Organizer
      ICP 2013 (Pre-conference)
    • Place of Presentation
      KU Leuven, Belgium
    • Year and Date
      20130719-20130720
    • Invited
  • [Presentation] Preparation and Characterization of Nano-Carbon Materials under Electrochemical Potential Control2013

    • Author(s)
      A. Shawky, S. Yasuda, K. Murakoshi
    • Organizer
      the Collaborative Conference on 3D & Materials Research (2013CC3DMR)
    • Place of Presentation
      Ramada Hotel, South Korea
    • Year and Date
      20130624-20130628
    • Invited
  • [Presentation] Excitation Resonance of Raman Scattering with the Hybridized States of Localized Surface Plasmons and Excitons of Molecules at Electrified Interface2013

    • Author(s)
      F. Nagasawa, M. Takase, K. Murakoshi
    • Organizer
      223rd ECS Meeting
    • Place of Presentation
      The Sheraton Centre Toronto Hotel, Canada
    • Year and Date
      20130512-20130517
  • [Presentation] プラズモン誘起酸素発生過程の表面増強ラマンin-situ計測

    • Author(s)
      鈴木健太郎, 長澤文嘉, 保田諭, 村越敬
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,名古屋市
  • [Presentation] 水素発生分子触媒の電極表面における分子配向in-situ評価

    • Author(s)
      米澤由布子, 長澤文嘉, 保田諭, 村越敬
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,名古屋市
  • [Presentation] チオール単分子膜ナノドット形成とその導電性AFM測定

    • Author(s)
      竹内悠真, 村越敬, 池田勝佳
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,名古屋市
  • [Presentation] 局在表面プラズモン-励起子間相互作用の電気化学電位制御

    • Author(s)
      大貫温順, 長澤文嘉, 保田諭, 村越敬
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,名古屋市
  • [Presentation] Coポルフィリン修飾単分子層を介した電子移動過程の速度論的解析

    • Author(s)
      佐藤志野, 村越敬, 池田勝佳
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,名古屋市
  • [Presentation] 酸化チタン単結晶表面のフォトエッチング構造を利用したプラズモニック光電変換電極の作成

    • Author(s)
      戸田貴大, 鈴木健太郎, 二嶋諒, 保田諭, 村越敬
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,名古屋市
  • [Presentation] 電気化学重合による有機分子膜の構築

    • Author(s)
      古谷アトム, 保田諭, 村越敬
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,名古屋市
  • [Presentation] 局在光による少数分子マニピュレーション

    • Author(s)
      村越敬
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,名古屋市
  • [Presentation] Au(111)に担持した単層グラフェンの電気化学STM観察

    • Author(s)
      熊谷諒太, 佐藤志野, 保田諭, 村越敬
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,名古屋市
  • [Presentation] 金属ナノギャップ中に担持された単一単層カーボンナノチューブの光反応性評価

    • Author(s)
      吉井孝拓, 長澤文嘉, 保田諭, 村越敬
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,名古屋市
  • [Presentation] Electrochemical Synthesis of Carbon Nanomaterials at Room-temperature in Ionic Liquid

    • Author(s)
      J. Kim, S. Yasuda, K. Murakoshi
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学,名古屋市
  • [Presentation] グラフェン中の窒素ドープ構造制御とその酸素還元能評価

    • Author(s)
      保田諭, 余力, 村越敬
    • Organizer
      第54回電池討論会
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場,大阪市
  • [Presentation] Precise Probing of Local Thermal Elevation of Metal Nanostructure during Laser Illumination Utilizing Surface-enhanced Raman Scattering from a Single-Walled Carbon Nanotube

    • Author(s)
      保田諭, 並河英紀, 高瀬舞, 保科真司, 奈良正伸, 司東隆光, 村越敬
    • Organizer
      第45回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪大学,豊中市
  • [Presentation] 微小空間分子動態操作と化学反応応用に向けた光と物質の強結合場デザイン

    • Author(s)
      村越敬, 保田諭, 鳥本司, 亀山達矢
    • Organizer
      光マニピュレーション研究会
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場,大阪市
  • [Presentation] 局在プラズモン励起における単層カーボンナノチューブの電子遷移選択則の破れ:実験

    • Author(s)
      村越敬, 高瀬舞, 安食博志, 保田諭, 水本義彦, 石原一
    • Organizer
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学,徳島市
  • [Presentation] 局在プラズモン励起における単層カーボンナノチューブの電子遷移選択則の破れ:理論

    • Author(s)
      石原一, 水本義彦, 安食博志, 高瀬舞, 保田諭, 村越敬
    • Organizer
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学,徳島市
  • [Presentation] 固液界面の単分子光科学

    • Author(s)
      村越敬
    • Organizer
      バイオテンプレート研究会第3回講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学,東京都目黒区
    • Invited
  • [Presentation] 機能性芳香族系分子の自己組織化単分子膜のEC-STM観察

    • Author(s)
      古谷アトム, 保田諭, 村越敬
    • Organizer
      2013年電気化学秋季大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学,東京都目黒区
  • [Presentation] 自己組織化したハロゲン化芳香族単分子膜の作製と新規二次元薄膜の創製

    • Author(s)
      古谷アトム, 保田諭, 村越敬
    • Organizer
      ナノ学会第11回大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学,東京都目黒区
  • [Presentation] ハロゲン結合を用いた規則配向膜制御とその構造観察

    • Author(s)
      古谷アトム, 保田諭, 村越敬
    • Organizer
      第29回ライラックセミナー・第19回若手研究者交流会
    • Place of Presentation
      おこばち山荘,小樽市
  • [Presentation] Coポルフィリン集積電極での酸素還元反応における電子移動過程の解析

    • Author(s)
      佐藤志野, 村越敬, 池田勝佳
    • Organizer
      第29回ライラックセミナー・第19回若手研究者交流会
    • Place of Presentation
      おこばち山荘,小樽市
  • [Presentation] Auナノダイマー構造間における電気化学電位制御 in-situ SERS 制御

    • Author(s)
      米澤由布子, 長澤文嘉, 村越敬
    • Organizer
      第29回ライラックセミナー・第19回若手研究者交流会
    • Place of Presentation
      おこばち山荘,小樽市
  • [Presentation] Auナノ構造有する酸化チタン光電変換系における電極界面状態の評価

    • Author(s)
      鈴木健太郎, 長澤文嘉, 村越敬
    • Organizer
      第29回ライラックセミナー・第19回若手研究者交流会
    • Place of Presentation
      おこばち山荘,小樽市
  • [Presentation] Plasmon-induced Photoexcitation of Molecules on Metal Surfaces

    • Author(s)
      K. Murakoshi
    • Organizer
      64th Annual Meeting of International Society of Electrochemistry
    • Place of Presentation
      Queretaro Convention Center, Mexico
    • Invited
  • [Presentation] Strong Coupling Between Localized Surface Plasmon and Dye Exitons at Metal Nano-Gap Structure.

    • Author(s)
      F. Nagasawa, M. Takase, K. Murakoshi
    • Organizer
      64th Annual Meeting of International Society of Electrochemistry
    • Place of Presentation
      Queretaro Convention Center, Mexico
  • [Presentation] Observation of Plasmon-Induced Water Oxidation Process at Au Nanostructures on Single Crystalline TiO2 Electrode

    • Author(s)
      K. Suzuki, F. Nagasawa, S. Yasuda, K. Murakoshi
    • Organizer
      64th Annual Meeting of International Society of Electrochemistry
    • Place of Presentation
      Queretaro Convention Center, Mexico
  • [Presentation] Plasmonic Resonance Tuning of Pd Nano-Dimer Arrays Using Hydrogen Absorption

    • Author(s)
      S. Uchiyama, K. Ikeda, M. Takase, K. Murakoshi
    • Organizer
      224th ECS Meeting
    • Place of Presentation
      The Hilton San Francisco Hotel, America
  • [Presentation] Kinetic Study of Oxygen Reduction Reaction On Cobalt-Porphyrin-Modified Electrodes

    • Author(s)
      S. Sato, K Murakoshi, K. Ikeda
    • Organizer
      224th ECS Meeting
    • Place of Presentation
      The Hilton San Francisco Hotel, America
  • [Presentation] Scanning Tunneling Microscopy Studies of Self-Assembled Two-dimensional Materials Toward the Development of Novel Carbon Catalysis

    • Author(s)
      A. Furuya, S. Yasuda, K. Murakoshi
    • Organizer
      ISHHC-16
    • Place of Presentation
      北海道大学,札幌市
  • [Presentation] Nitrogen-doped Graphene Growth Controlled Nitrogen Bonding Structure for Oxygen Reduction Reaction

    • Author(s)
      S. Yasuda, L. Yu, K. Murakoshi
    • Organizer
      ACSIN-12 & ICSPM21
    • Place of Presentation
      筑波大学,つくば市
  • [Presentation] Synthesis of Nitrogen-doped Graphene Controlled Nitrogen Bonding Configuration for Oxygen Reduction Reaction

    • Author(s)
      S. Yasuda, L. Yu, K. Murakoshi
    • Organizer
      The Fourteenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes
    • Place of Presentation
      Aalto University, Finland

URL: 

Published: 2015-05-28  

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