2010 Fiscal Year Annual Research Report
高分子ナノ集積体による局在プラズモン場のナノ空間的考察
Publicly Offered Research
| Project Area | Strong Photons-Molecules Coupling Fields for Chemical Reactions |
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| Project/Area Number |
21020005
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
三ツ石 方也 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (70333903)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮下 徳治 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (40124630)
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| Keywords | ナノ材料 / 超薄膜 |
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| Research Abstract |
Langmuir-Blodgett法による高分子超薄膜をテンプレートとして、金属ナノ粒子と光機能性高分子ナノシートからなるハイブリッド高分子ナノ集積体を2次元、3次元的に自由自在に精密集積し、ナノメートルスケールで異種物質を精密集積できる特徴をいかして、光第二高調波発生(SHG)や発光増強をもたらす局在プラズモン場と構造との関係を明らかにすることを目的とした。金ナノ粒子単粒子層と非線形光学活性色素ディスパースレッド(DR1)を含む高分子ナノシートとの精密集積体を構築し、1064nmを基本波とした光第二高調波発生の増強に成功した。増強機構を明らかにするために、二個の金ナノ粒子からなる層間あるいは層内の局在プラズモンカップリングについて、単層構造ではDR1と金ナノ粒子単粒子層との層間の距離を、サンドイッチ構造については金ナノ粒子層間をpDDAナノシートにより制御し、SH光強度の距離依存性を検討したところ、いずれもSH光強度が指数関数的に減少した。金ナノ粒子のみではSH光強度の増強はみられないことから、局在プラズモンカップリングによる基本波での電場増強がDR1の非線形分極に基づくSH光強度の増加につながっていると結論づけた。銀ナノ粒子とポルフィリン白金錯体高分子ナノシートを組み合わせたハイブリッド高分子ナノ集積体を用い、ポルフィリン白金錯体の発光を約10倍増強することに成功した。得られた発光は酸素濃度に応じた発光強度を示した。酸素濃度に対する発光寿命測定と発光強度測定を行うことで、ポルフィリン白金錯体層数に応じた発光増強度合を見積もることができた。A02の西井グループとの共同研究により、格子基板を利用したCdSeナノ粒子を含む高分子ナノ集積体の発光増強・発光制御に成功した。
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