2014 Fiscal Year Research-status Report
微小界面の化学状態解析に向けたチップ増強ラマン分光法の電気化学環境への適用
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26870107
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
野本 知理 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00510520)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | チップ増強ラマン分光 / 振動分光法 / ラマン分光法 / 近接場顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
チップ増強ラマン分光法(TERS)は，光の回折限界を超えた高い空間分解能にて振動スペクトルを得られる手法として近年応用が進められてきた。この手法では金属ナノ粒子を担持した探針を試料に近接させることで，探針先端近傍のみのラマンスペクトルを増強させることができることから，界面に適用すれば微細な表面構造に依存した吸着分子の振動スペクトルを得られるだけでなく，界面領域の分子の測定における感度向上も期待できる。この手法の水中界面の化学反応・電子授受の観測への応用を考えたとき，試料電位が制御された条件で測定を行うことは重要である。そこで，我々のTERS測定系を水中，かつ試料の電位制御を行いながら測定を行うことができるように，今年度は参照極，対極とポテンショスタットを組み込んだ装置を構築して電極表面の測定を行えるようにして，スパッタ金薄膜表面に吸着したp-アミノチオフェノール分子のラマンスペクトルの増強の確認を行った。また，探針表面の保護方法として，銀探針そのままの表面，探針をエタンチオール・エタノール溶液に浸漬してエタンチオール分子で保護した場合，アルミニウムを蒸着して空気酸化で形成したアルミナで保護した場合の比較を行った。
測定の結果，試料に探針を接近させた場合，離した場合で比較すると探針接近に伴って複数のピーク強度の増強が確認され，電位によるスペクトル変化も観測された。また探針自体に分子が吸着してラマン散乱が強く観測されることがあるものの，探針保護によって軽減できることも明らかになった。
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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
初年度の予定としては、測定系に参照極、対極とポテンショスタットを組み込んでTERS測定を行えるような測定系の構築、探針作製方法の比較による安定な探針の選択による金をコートしたカバーガラスにチオール系分子を吸着させた基板に対して増強の確認を行うことを予定していたことから、本年度の結果は概ねそれに沿ったものである。
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| Strategy for Future Research Activity |
TERSの空間分解能を活かせる数百ナノメートルの微結晶表面での測定を行うことができるようにする。試料としては金ナノプレートのような百ナノメートル程度で薄い試料を検討している。近年の金ナノ粒子調整法の発展により、百ナノメートル以上の広さ、数十ナノメートル程度厚の金ナノプレートの調整例が多数報告されている。分厚い金属ナノ粒子を試料に使用した場合、ナノ粒子の吸収の影響でTERS 信号が見えなくなってしまうと予想されることから、なるべく薄いプレートの作製条件を検討した上で測定を行う。観測対象分子としては前年度同様チオール系分子の吸着と電位応答に伴うスペクトル変化の観測を行う。さらに、アルキル鎖を持ったフェロセンチオールのような電位に応じて酸化還元反応が起きる系についてもTERSによる増強とスペクトル変化の確認を行うことを検討している。
以上の研究を通じて、チップ増強ラマン分光法の電気化学環境下への適用方法の確立を図ると共に、TERS スペクトルの電位変化の観測、金属・分子の電子状態や吸着分子の構造情報から微小な空間に吸着した分子特有の構造・性質を議論できるようにしたい。
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| Causes of Carryover |
研究遂行にあたって装置構築、試薬購入などに必要な資材を必要に応じて購入しており、研究の進捗に鑑み来年度以降の物品購入費がより多く必要となったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用する試薬などの購入費、およびホルダなどの工作物・光学部品費として使用することを計画している。
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Research Products
(2 results)
