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無機ナノ結晶によるアシンメトリー化学の展開

計画研究

研究領域配位アシンメトリー:非対称配位圏設計と異方集積化が拓く新物質科学
研究課題/領域番号 16H06520
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

寺西 利治  京都大学, 化学研究所, 教授 (50262598)

研究期間 (年度) 2016-06-30 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
115,570千円 (直接経費: 88,900千円、間接経費: 26,670千円)
2020年度: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円)
2019年度: 21,190千円 (直接経費: 16,300千円、間接経費: 4,890千円)
2018年度: 20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円)
2017年度: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円)
2016年度: 35,100千円 (直接経費: 27,000千円、間接経費: 8,100千円)
キーワードナノ材料 / アシンメトリー / イオン結晶 / 結晶系変化 / 異方構造 / 一重項開裂 / キラル物性 / 不斉反応
研究成果の概要

本研究では、多彩なアキラル無機ナノ結晶を集積したアシンメトリーナノ結晶構造体を構築し、構造に特有の特性を発現させるアシンメトリー化学を展開した。バンド位置を緻密に制御して近赤外プラズモニックナノ結晶とキャリアアクセプターナノ結晶を非対称に異方集積化し、プラズモニックナノ結晶のトラップ準位等を巧みに利用することにより、近赤外光誘起指向性電荷分離において、高い量子収率とマイクロ秒を超える長い電荷分離寿命を達成した。また、ポルフィリン誘導体4分子が平面配位した擬正四面体Auナノ結晶の合成にも成功し、ポルフィリンからAuコアへの電荷移動により電気化学水素発生反応活性が増強されることを実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヘテロ界面やバンド位置を緻密に制御することにより、これまでに得ることができなかった近赤外プラズモニックナノ結晶とキャリアアクセプターナノ結晶を非対称に異方集積化したヘテロ構造ナノ結晶の合成法を開発した。このヘテロ構造体の近赤外光誘起指向性電荷分離における高い量子収率とマイクロ秒を超える長い電荷分離寿命を利用することで、近赤外光を用いた水分解水素生成や光電変換を実証した。

報告書

(6件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (56件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 5件、 査読あり 19件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 14件、 招待講演 26件) 図書 (1件) 備考 (6件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Tampere University(フィンランド)

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    • 著者名/発表者名
      Z. Li, M. Saruyama, T. Asaka, Y. Tatetsu, and T. Teranishi
    • 雑誌名

      Science

      巻: 373 号: 6552 ページ: 332-337

    • DOI

      10.1126/science.abh2741

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    • 著者名/発表者名
      J. Zhang, H. Sakai, K. Suzuki, T. Hasobe, N. V. Tkachenko, I. Chang, K. Hyeon-Deuk, H. Kaji, T. Teranishi, and M. Sakamoto
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 143 号: 42 ページ: 17388-17394

    • DOI

      10.1021/jacs.1c04731

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    • 著者名/発表者名
      M. Saruyama, R. Sato, T. Teranishi
    • 雑誌名

      Accounts of Chemical Research

      巻: 54 号: 4 ページ: 765-775

    • DOI

      10.1021/acs.accounts.0c00701

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    • 著者名/発表者名
      Zhang Jie、Kouno Hironori、Yanai Nobuhiro、Eguchi Daichi、Nakagawa Tatsuo、Kimizuka Nobuo、Teranishi Toshiharu、Sakamoto Masanori
    • 雑誌名

      ACS Photonics

      巻: 7 号: 7 ページ: 1876-1884

    • DOI

      10.1021/acsphotonics.0c00771

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    • 著者名/発表者名
      1.S. Kim, H. Mizuno, M. Saruyama, M. Sakamoto, M. Haruta, H. Kurata, T. Yamada, K. Domen, and T. Teranishi
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 11 号: 6 ページ: 1523-1530

    • DOI

      10.1039/c9sc04371c

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    • 著者名/発表者名
      Kawawaki Tokuhisa、Nakagawa Tatsuo、Sakamoto Masanori、Teranishi Toshiharu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 印刷中 号: 21 ページ: 8402-8406

    • DOI

      10.1021/jacs.9b01419

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    • 著者名/発表者名
      Lian Zichao、Sakamoto Masanori、Kobayashi Yoichi、Tamai Naoto、Ma Jun、Sakurai Tsuneaki、Seki Shu、Nakagawa Tatsuo、Lai Ming-Wei、Haruta Mitsutaka、Kurata Hiroki、Teranishi Toshiharu
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 13 号: 7 ページ: 8356-8363

    • DOI

      10.1021/acsnano.9b03826

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    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Masanori、Hyeon-Deuk Kim、Eguchi Daichi、Chang I.-Y.、Tanaka Daisuke、Tahara Hirokazu、Furube Akihiro、Minagawa Yoshihiro、Majima Yutaka、Kanemitsu Yoshihiko、Teranishi Toshiharu
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 123 号: 42 ページ: 25877-25882

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.9b04231

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  • [雑誌論文] Clear and transparent nanocrystals for infrared-responsive carrier transfer2019

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Masanori、Kawawaki Tokuhisa、Kimura Masato、Vequizo Junie Jhon M.、Matsunaga Hironori、Ranasinghe Chandana Sampath Kumara、Yamakata Akira、Matsuzaki Hiroyuki、Furube Akihiro、Teranishi Toshiharu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 406-406

    • DOI

      10.1038/s41467-018-08226-2

    • NAID

      120006554836

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      2018 実績報告書
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    • 著者名/発表者名
      Lian Zichao、Sakamoto Masanori、Kobayashi Yoichi、Tamai Naoto、Ma Jun、Sakurai Tsuneaki、Seki Shu、Nakagawa Tatsuo、Lai Mingwei、Haruta Mitsutaka、Kurata Hiroki、Teranishi Toshiharu
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 9 号: 9 ページ: 2212-2217

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.8b00789

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  • [雑誌論文] Near Infrared Light Induced Plasmonic Hot Hole Transfer at a Nano-Heterointerface2018

    • 著者名/発表者名
      Z. Lian M. Sakamoto H. Matsunaga J. J. M. Vequizo A. Yamakata M. Haruta H. Kurata W. Ota T. Sato T. Teranishi
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 9 号: 1 ページ: 23141-7

    • DOI

      10.1038/s41467-018-04630-w

    • NAID

      120006488580

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    • 著者名/発表者名
      Saruyama Masaki、Kim Sunwon、Nishino Toshio、Sakamoto Masanori、Haruta Mitsutaka、Kurata Hiroki、Akiyama Seiji、Yamada Taro、Domen Kazunari、Teranishi Toshiharu
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 印刷中 号: 21 ページ: 4830-4836

    • DOI

      10.1039/c8sc00420j

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    • 著者名/発表者名
      Lian Zichao, Sakamoto Masanori, Vequizo Junie J. M., Ranasinghe C. S. Kumara, Yamakata Akira, Nagai Takuro, Kimoto Koji, Kobayashi Yoichi, Tamai Naoto, Teranishi Toshiharu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 号: 6 ページ: 2446-2450

    • DOI

      10.1021/jacs.8b11544

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  • [雑誌論文] Ligand Effect on the Catalytic Activity of Gold Clusters in the Electrochemical Hydrogen Evolution Reaction2018

    • 著者名/発表者名
      D. Eguchi, M. Sakamoto, and T. Teranishi
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      巻: 9 ページ: 261-265

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    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga Taizo、Saruyama Masaki、Xiong Anke、Ham Yeilin、Kuang Yongbo、Niishiro Ryo、Akiyama Seiji、Sakamoto Masanori、Hisatomi Takashi、Domen Kazunari、Teranishi Toshiharu
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 印刷中 号: 22 ページ: 10420-10427

    • DOI

      10.1039/c8nr00377g

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  • [雑誌論文] Molecular Floating-gate Single-electron Transistor2017

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      M. Yamamoto, Y. Azyma, M. Sakamoto, T. Teranishi, H. Ishii, Y. Majima, Y. Noguchi
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: in press 号: 1 ページ: 1589-1589

    • DOI

      10.1038/s41598-017-01578-7

    • NAID

      120006366775

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    • 雑誌名

      ChemNanoMat

      巻: 3 号: 10 ページ: 764-771

    • DOI

      10.1002/cnma.201700220

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      巻: 印刷中 号: 20 ページ: 10760-10766

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b10972

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    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 109 号: 22

    • DOI

      10.1063/1.4971190

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    • 著者名/発表者名
      寺西利治
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    • 著者名/発表者名
      T. Teranishi
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    • 著者名/発表者名
      T. Teranishi
    • 学会等名
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  • [学会発表] Novel Plasmonic Nanoparticles for Near Infrared Light Energy Conversion2019

    • 著者名/発表者名
      T. Teranishi
    • 学会等名
      10th International Conference on Materials for Advanced Technologies (ICMAT 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
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  • [学会発表] Novel Plasmonic Nanomaterials for Near Infrared Light Energy Conversion2019

    • 著者名/発表者名
      T. Teranishi
    • 学会等名
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    • 著者名/発表者名
      T. Teranishi
    • 学会等名
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      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
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    • 著者名/発表者名
      寺西利治
    • 学会等名
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    • 招待講演
  • [学会発表] Plasmon-induced Hot Carrier Chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      T. Teranishi
    • 学会等名
      KU-UNIST Joint Symposium
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    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plasmon-induced Hot Carrier Chemistry in Inorganic Nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      T. Teranishi
    • 学会等名
      12th China‐Japan Joint Symposium on Metal Cluster Compounds
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel Plasmonic Nanomaterials for Near Infrared Light Energy Conversion2019

    • 著者名/発表者名
      T. Teranishi
    • 学会等名
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    • 著者名/発表者名
      寺西利治
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      T. Teranishi
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      T. Teranishi
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      寺西利治
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      寺西利治
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    • 著者名/発表者名
      寺西利治
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      寺西利治
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      T. Teranishi
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      寺西利治
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  • [学会発表] Efficient Charge Separation in Heterostructured Nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      T. Teranishi
    • 学会等名
      5th CMS International Symposium on Photofunctional Chemistry and Molecular Systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 無機ナノ粒子:設計の重要性と偶発の面白さ2016

    • 著者名/発表者名
      寺西利治
    • 学会等名
      日本セラミックス協会資源・環境関連材料部会講演会
    • 発表場所
      東京都立産業技術センター(東京)
    • 年月日
      2016-10-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] CSJ Current Review 32 プラズモンと光圧が導く物質科学2019

    • 著者名/発表者名
      寺西利治 他
    • 総ページ数
      196
    • 出版者
      化学同人
    • ISBN
      9784759813920
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Teranishi Laboratory

    • URL

      https://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~teranisi/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 寺西研

    • URL

      https://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~teranisi/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 新学術領域webページ

    • URL

      http://www.asymmetallic.jp

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 研究室webページ

    • URL

      http://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~teranisi/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 新学術領域「配位アシンメトリー」

    • URL

      http://www.asymmetallic.jp

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] Teranishi Laboratory

    • URL

      http://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~teranisi/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] テトラフェニルポルフィリン誘導体2017

    • 発明者名
      坂本雅典、寺西利治、川脇徳久
    • 権利者名
      坂本雅典、寺西利治、川脇徳久
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-101193
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-07-04   更新日: 2023-01-30  

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