2014 Fiscal Year Research-status Report
金属ナノ粒子と機能性錯体からなる光電流増強ナノ界面の構築
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25810033
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
金井塚 勝彦 山形大学, 理学部, 准教授 (50457438)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 再生可能エネルギー / 金属微粒子 / 錯体 / ボトムアップ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光を電子の流れに変換するデバイスには，光電変換素子や撮像素子が知られているが，その微細化・高効率化は化学のボトムアップにおいて重要な課題である．本プロジェクトでは，光吸収した金属微粒子がプラズモン現象を発現することに着目し，その微粒子近傍に生じる増強電場を利用した光電流増強効果の研究を電極上で展開する.
研究２年目では，光活性なポリピリジン―ルテニウム錯体に着目して，銀ナノ微粒子との複合による光電流増強に関する研究を遂行した．具体的には，ビピリジン配位子に複数のカルボキシ基を導入した錯体を，透明電極上に固定した銀ナノ微粒子表面に化学結合により固定した電極を構築した．これらの光電流発生挙動を，銀ナノ微粒子を含まない系と比較したところ，銀ナノ微粒子がある方が光電流発生効率が高く，また，発電する波長域も広いことが明らかとなった．これは銀微粒子でトラップされたエネルギーを効率良くルテニウム錯体に渡すためと考えている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定したいた銀ナノ微粒子とポリピリジン―ルテニウム錯体複合ナノ界面が順調に構築できた．また，銀ナノ微粒子による光電流増強効果も明確に示すことができた．本プロジェクトに関わっている学生が学会発表し，ポスター賞の受賞にもつながった．
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| Strategy for Future Research Activity |
本プロジェクト最終年度では，これまでに明らかにしてきた以下２つの内容（１）ポルフィリンと銀ナノ微粒子複合ナノ界面の構築と光電流発生システムの構築（２）ポリピリジン―ルテニウム錯体と銀ナノ微粒子複合ナノ界面の構築と光電流発生システムの構築，を発展させるために銀ナノ微粒子配列膜を３次元化させることを実現する．得られた成果は学会で発表し，査読付き論文にまとめる．
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| Causes of Carryover |
プロジェクト開始年度に，研究代表者研究室上階で発生した大規模火災ならびに消火活動の際の大量放水の影響で，研究不可能な期間があり，学会発表や学生アルバイトに支障をきたしたため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
最終年度で不足していた学会発表ならびに学生アルバイトによる研究補助を充実させることで解決を図る．
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[Journal Article] Plasmon-assisted photocurrent generation from sliver nanoparticle monolayers combined with porphyrins via their different chain-length alkylcarboxylates2014
Author(s)
T. Kakuta, H. Kon, A. Kajikawa, K. Kanaizuka, S. Yagyu, R. Miyake, M. Ishizaki, K. Uruma, T. Togashi, M. Sakamoto, M. Kurihara
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Journal Title
Journal of Nanoscience and Nanotechnology
Volume: １４
Pages: 4090-4096
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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