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銀ナノ粒子プラズモン誘起光化学反応の機構解明と人工光合成反応効率化への応用

研究課題

研究課題/領域番号 14J40216
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 エネルギー関連化学
研究機関香川大学

研究代表者

山本 裕子  香川大学, 工学部, 特別研究員(RPD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード単分子ラマン測定 / プラズモニック化学反応 / 銀ナノ粒子 / 表面増強ラマン散乱 / プラズモニック光化学反応 / 単分子SERS測定 / プラズモニック化学 / 光化学反応
研究実績の概要

本年度の研究目標は、①フェムト秒過渡SERS分光測定を用いたホットエレクトロン誘起光化学反応の検証、②人工光合成等の既存光触媒反応の再現実験、の2つであったが、前年度の目標①単一銀ナノ粒子2量体上で引き起こされる光化学反応のプラズモン・表面増強ラマン散乱(SERS)分光分析、にて期待以上の進展が得られつつあることから、本年度は前年度の目標①単一銀ナノ粒子2量体上で引き起こされる光化学反応のプラズモン・SERS分光分析に注力する形で以下の2つの研究を実施した。
a. 金属ナノ粒子上で引き起こされる光化学反応をSERS分光分析する上で必須な、SERSの発生メカニズムの考察およびプラズモニック光化学反応のモニタリングを行う上でのSERS適用方向性を示すための総説執筆
b. 単一銀ナノ粒子上で引き起こされる4-アミノベンゼンチオール(4-ABT)分子の光化学反応のSERS分光分析および4-ABT単分子のSERS測定
a. 金属ナノ粒子上で引き起こされる光化学反応はプラズモニック化学とも呼ばれ、この1-2年で急速に国内外で注目を集め始めている。本光化学反応をモニターするにはSERSが非常に有用だが、一方でSERSの発生メカニズムについて未だ理解が広がっておらずSERSスペクトルの解釈を難しくしている問題がある。そこで山本は、この二つの問題を解決するために総説を執筆(国際誌1報、和文1報)した。
b. 4-ABT分子は、金属ナノ粒子上で可視レーザーを照射するとすみやかに化学反応を起こして二量体化することが既に明らかとなっている。一方、分子が一つしかない場合どのような挙動を示すかは明らかでなかった。そこで山本は、銀ナノ粒子凝集体を用いて4-ABT分子の単分子SERS測定を行い、4-ABT単分子のSERSスペクトルを世界で初めてとらえた。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 2件、 査読あり 10件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 7件、 招待講演 7件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] One-dimensional plasmonic hotspots located between silver nanowire dimers evaluated by surface-enhanced resonance Raman scattering2017

    • 著者名/発表者名
      Tamitake Itoh, Yuko S. Yamamoto, Yasutaka Kitahama, Balachandran Jeyadevan
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 95 ページ: 115441-115441

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Single-Molecule Surface-Enhanced Raman Scattering Spectrum of Non-Resonant Aromatic Amine Showing Raman Forbidden Bands2016

    • 著者名/発表者名
      Yuko S. Yamamoto, Yuya Kayano, Yukihiro Ozaki, Zhenglong Zhang, Tomomi Kozu, Tamitake Itoh, Shunsuke Nakanishi
    • 雑誌名

      arXiv Chemical Physics

      巻: 1610.08270

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Recent topics on single-molecule fluctuation analysis using blinking in surface-enhanced resonance Raman scattering: Clarification by electromagnetic mechanism2016

    • 著者名/発表者名
      Tamitake Itoh, Yuko S. Yamamoto
    • 雑誌名

      Analyst

      巻: 141 ページ: 5000-5009

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Formation mechanism of plasmonic silver nanohexagonal particles made by galvanic displacement reaction2016

    • 著者名/発表者名
      Yuko S. Yamamoto(C.A.), Yutaro Fujime, Naoshi Takahashi, Shunsuke Nakanishi and Tamitake Itoh
    • 雑誌名

      RSC ADVANCES

      巻: 6 号: 37 ページ: 31454-31461

    • DOI

      10.1039/c6ra00685j

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Why and how do the shapes of surface-enhanced Raman scattering spectra change? Recent progress from mechanistic studies2016

    • 著者名/発表者名
      Yuko S. Yamamoto(C.A.), Tamitake Itoh
    • 雑誌名

      JOURNAL OF RAMAN SPECTROSCOPY

      巻: 47 号: 1 ページ: 78-88

    • DOI

      10.1002/jrs.4874

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 表面増強ラマン散乱を用いたプラズモニック光化学反応の追跡2015

    • 著者名/発表者名
      山本裕子(C.A.)
    • 雑誌名

      分光研究

      巻: 64 ページ: 539-548

    • NAID

      40020722566

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluctuating single sp2 carbon clusters at single hotspots of silver nanoparticle dimers investigated by surface-enhanced resonance Raman scattering2015

    • 著者名/発表者名
      Tamitake Itoh, Yuko S. Yamamoto, Vasudevanpillai Biju, Hiroharu Tamaru, Shin-ichi Wakida
    • 雑誌名

      AIP ADVANCES

      巻: 5 号: 12 ページ: 127113-127113

    • DOI

      10.1063/1.4937936

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Different behaviour of molecules in dark SERS state on colloidal Ag nanoparticles estimated by truncated power law analysis of blinking SERS2015

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Kitahama, Daichi Araki, Yuko S Yamamoto, Tamitake Itoh, Yukihiro Ozaki
    • 雑誌名

      PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS

      巻: 17 号: 33 ページ: 21204-21210

    • DOI

      10.1039/c4cp05070c

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent progress and frontiers in the electromagnetic mechanism of surface-enhanced Raman scattering2014

    • 著者名/発表者名
      Yuko S. Yamamoto, Yukihiro Ozaki, Tamitake Itoh
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology C Photochemistry Reviews

      巻: 21 ページ: 81-104

    • DOI

      10.1016/j.jphotochemrev.2014.10.001

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A simple method for evaluation of optical scattering effect on the Raman signal of a sample beneath an Intralipid layer2014

    • 著者名/発表者名
      Yuko S. Yamamoto, Tamitake Itoh, Hidetoshi Sato and Yukihiro Ozaki
    • 雑誌名

      VIBRATIONAL SPECTROSCOPY

      巻: 74 ページ: 132-136

    • DOI

      10.1016/j.vibspec.2014.05.006

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Single-molecular surface-enhanced resonance Raman scattering as a quantitative probe of local electromagnetic field: The case of strong coupling between plasmonic and excitonic resonance2014

    • 著者名/発表者名
      Tamitake Itoh, Yuko S. Yamamoto, Hiroharu Tamaru, Vasudevanpillai Biju, Shin-ichi Wakida, Yukihiro Ozaki
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW B

      巻: 89 号: 19 ページ: 195436-195436

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.195436

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] プラズモン増強分光法の新展開-強い電磁増強場で見えてきたフェルミ黄金律の破綻2014

    • 著者名/発表者名
      山本裕子、伊藤民武、尾崎幸洋
    • 雑誌名

      月刊「化学」

      巻: 70 ページ: 68-69

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] プラズモン増強ラマン散乱法で見えたもの2017

    • 著者名/発表者名
      山本裕子
    • 学会等名
      一般社団法人レーザー学会学術講演会第37回年次大会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Further perspectives on nanostructures for single-molecule vibrational spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Yuko S. Yamamoto
    • 学会等名
      NANO CONGRESS 2016
    • 発表場所
      イギリス
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plasmonics for plasmon-enhanced single-molecule spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Yuko S. Yamamoto
    • 学会等名
      MATERIAL CONGRESS 2016
    • 発表場所
      スペイン
    • 年月日
      2016-06-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Current understanding for fluctuations in the spectral shape of surface-enhanced Raman scattering2016

    • 著者名/発表者名
      Yuko S. Yamamoto
    • 学会等名
      CRUEF2016
    • 発表場所
      中国
    • 年月日
      2016-04-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 1分子SERS分光法で追うプラズモニック光化学反応の実際2016

    • 著者名/発表者名
      山本 裕子,茅野 優也,伊藤 民武、中西 俊介
    • 学会等名
      2016年春季第63回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] When the Signal is from the Original Molecule Detected: Surface-Enhanced Raman Scattering Measurement of 4‑Aminobenzenethiol at Single-Molecule Level2015

    • 著者名/発表者名
      Yuko S. Yamamoto, Yuya Kayano, Tamitake Itoh, Shunsuke Nakanishi
    • 学会等名
      Pacifichem2015
    • 発表場所
      Hawaii, US
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 表面増強ラマン散乱法を用いたアミノベンゼンチオールの単分子計測2015

    • 著者名/発表者名
      山本 裕子,茅野 優也,伊藤 民武、中西 俊介
    • 学会等名
      2015年日本化学会中国四国支部大会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2015-11-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Beyond the electromagnetic mechanism of surface-enhanced Raman scattering - recent progress and frontiers -2015

    • 著者名/発表者名
      Yuko S. Yamamoto, Tamitake Itoh
    • 学会等名
      ISPAN2015
    • 発表場所
      India
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 表面増強ラマン散乱法を用いたプラズモニック光化学反応生成物の単分子レベルでの計測・同定2015

    • 著者名/発表者名
      山本 裕子,茅野 優也,伊藤 民武、尾崎 幸洋、中西 俊介
    • 学会等名
      2015年第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Usefulness of Galvanic Displacement Reactions to Efficiently Fabricate Metal Nanostructures for Surface-enhanced Spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Yuko S. Yamamoto, Tamitake Itoh
    • 学会等名
      Nanotechnology-2015
    • 発表場所
      Frankfurt, Germany
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 銀ナノ粒子表面で起きるプラズモニック光化学反応の単分子計測: 表面増強ラマン散乱法を用いたニトロベンゼンチオール-アミノベンゼンチオール還元反応の追跡2015

    • 著者名/発表者名
      山本 裕子,茅野 優也,伊藤 民武、中西 俊介
    • 学会等名
      平成27年度日本分光学会年次講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-06-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] SERS, as a Probe for Plasmonic Chemistry2015

    • 著者名/発表者名
      Yuko S. Yamamoto
    • 学会等名
      AnalytiX-2015
    • 発表場所
      Nanjing, China
    • 年月日
      2015-04-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 表面増強ラマン散乱法を用いたニトロベンゼンチオール-アミノベンゼンチオールプラズモニック光化学反応の追跡2015

    • 著者名/発表者名
      ○山本 裕子,茅野 優也,伊藤 民武、中西 俊介
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 表面増強ラマン散乱法を用いたプラズモニック光化学反応の追跡2015

    • 著者名/発表者名
      ○山本 裕子,茅野 優也,伊藤 民武、中西 俊介
    • 学会等名
      2015年春季第62回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Plasmonic staining of DNA molecules under white light illumination and its future perspective for plasmonic chemistry2014

    • 著者名/発表者名
      ○Yuko S. Yamamoto and Tamitake Itoh
    • 学会等名
      ICOPVS-2014 The 5th International Conference on Perspectives in Vibrational Spectroscopy
    • 発表場所
      インド トラバンドラム
    • 年月日
      2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Frontiers of Plasmon Enhanced Spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Tamitake Itoh, Yuko S. Yamamoto
    • 総ページ数
      271
    • 出版者
      ACS Publications
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] 第4編第3章第4節: SERS,TERS の原理とTERS のポリマー測定への応用"、 高分子ナノテクノロジーハンドブック -最新ポリマーABC 技術を中心として2014

    • 著者名/発表者名
      山本裕子、伊藤民武、鈴木利明、尾崎幸洋
    • 出版者
      株式会社エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] Researchmap

    • URL

      http://researchmap.jp/yamayu

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] Researchgate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Yuko_Yamamoto2

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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