| Project/Area Number |
21H01886
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
渡邊 一也 京都大学, 理学研究科, 教授 (30300718)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安池 智一 放送大学, 教養学部, 教授 (10419856)
奥山 弘 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60312253)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
|
|---|
| Keywords | 局在プラズモン / 強結合 / グラフェン / 銀 / インジウム / ポラリトン / 表面分光 / 時間分解分光 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
輻射場と分子の電子励起状態が強く結合した状態を実現することで，分子の電子励起状態ダイナミクスを系統的に変調する新しい学理を構築する．特に，表面科学的分析手法と超高速分光を併用し，超高真空下の微視的構造がよく規定された表面で二次元物質と金属薄膜の複合による新規な多極子表面プラズモン場を構築し，そこに光機能性有機分子を配置することで，強結合状態形成の微視的機構とその励起状態ダイナミクスに与える影響を明らかにする．
|
| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は以下の成果を得た。
（１）超高真空下で用意した高品質グラフェン上に銀を蒸着することで、3.5 eV付近に強い吸収を示す銀クラスターの作製に成功した。同条件での表面の走査トンネル顕微鏡観測から、クラスターサイズについての知見を取得し、またこのクラスター形成が、グラフェン上の欠陥サイトに局在して起きていることを明らかにした。時間依存密度汎関数法、および古典電磁気学による理論計算から、観測された強い吸収は銀の局在プラズモンによる吸収と帰属された。同様の実験をグラフェンを担持する遷移金属を変えて行い、現象の再現性を確認した。さらに、銀クラスター上にフラーレンを蒸着することで、銀の局在プラズモン応答が変化する様子を観測し、この現象が担持遷移金属基板によらず引き起こされることを確認した。スペクトル変化を詳細に解析することで、フラーレンの被覆率に依存した共鳴ピークエネルギーのシフトを明らかにし、その挙動が、銀プラズモンの共鳴エネルギーのわずかな変化に依存することを新たに見出した。これらの現象を統一的に理解するために、新たに、局在プラズモンと分子の電子遷移の結合を誘起双極子間の相互作用で近似する取り扱いを取り入れたモデルを開拓し、これを用いて、観測されたスペクトル変化を、フラーレンと銀プラズモンの間の結合状態（プレキシトン）の形成とその固有エネルギーの被覆率依存性として説明することができた。
（２）前年度に引き続き、超高真空下のインジウムクラスターの作製・評価とそれによる深紫外域プラズモンの発現、そこに水分子を吸着させた場合のスペクトル変化を観測した。真空紫外域反射分光システムの検出系の改良により、9 eV以上のエネルギー領域のノイズレベルを格段に改善することに成功し、信頼性の高いスペクトルを得ることができた。
|
| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(3 results)
Research Products
(25 results)
