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光触媒反応の超高速局所領域観察手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H03887
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関岡山大学

研究代表者

紀和 利彦  岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 准教授 (00379710)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
キーワードテラヘルツ波 / 光触媒 / フェムト秒 / 超高速光励起 / テラヘルツ波工学 / テラヘルツ/赤外材料・素子 / フェムト秒レーザー / 光計測 / テラヘルツ
研究成果の概要

光触媒として広く知られている二酸化チタン薄膜をテラヘルツ波放射素子であるセンシングプレート上に作製した上で、波長800nm、パルス幅80fsのフェムト秒レーザー照射によるセンシングプレートからのテラヘルツ波放射と同期させ、非線形決勝による波長400nm高調波の光触媒への同期入射を確立した。
その結果として、光触媒反応による光触媒の超高速電位上昇を、テラヘルツ波強度の増加としてピコ秒スケールで観測、可視化することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

光触媒設計へ重要な知見を与えることができるため,高い効率の光触媒開発につながる。また超高速光化学分析といった光極限技術と光触媒化学を横断する新しい学術分野を提供できる。この分野では,光触媒だけでなく,カーボンナノチューブなどの新固体材料分野,電気化学計測分野へも貢献できる。さらに、有機材料へも適用ができ,光合成のメカニズム解明や酵素蛋白質の反応過程解明など生化学分野へも波及していくと考えている

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 7件、 招待講演 6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Imaging of Chemical Reactions Using a Terahertz Chemical Microscope2019

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Kiwa, Tatsuki Kamiya, Taiga Morimoto, Kentaro Fujiwara, Yuki Maeno, Yuki Akiwa, Masahiro Iida, Taihei Kuroda, Kenji Sakai, Hidetoshi Nose, Masaki Kobayashi and Keiji Tsukada
    • 雑誌名

      Photonics,

      巻: 6 ページ: 10-10

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] テラヘルツ波ケミカル顕微鏡による局所電気化学反応計測2017

    • 著者名/発表者名
      紀和利彦
    • 雑誌名

      テラヘルツテクノロジーフォーラム通信

      巻: 15 ページ: 2-5

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] None-destructive evaluation of Li-Ion batteries using a terahertz chemical microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko KIWA, Kentaro FUJIWARA, Yuki AKIWA, Yumi YOSHIKAWA, Takashi TERANISHI, Hidetoshi NOSE, Masaki KOBAYASHI, Kenji SAKAI and Keiji TSUKADA
    • 学会等名
      THE 2ND INTERNATIONAL CONFERENCE ON ADVANCED MATERIALS AND PROCESSES FOR ENVIRONMENT, ENERGY AND HEALTH, iCamp2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of cathodes of Li-ion batteries using a terahertz chemical microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Toshihio Kiwa, Yuki Akiwa, Kentaro Fujiwara, Yumi Yoshikawa, Takashi Teranishi, Kenji Sakai, and Keiji Tsukada
    • 学会等名
      the 11th Asia-Pacific Laser Symposium, APLS2018,
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Evaluation Of Li-ion Battery Using A Terahertz Chemical Microscope2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Akiwa, Kentaro Fujiwara, Yumi Yoshikawa, Takashi Teranishi, Kenji Sakai, Toshihiko Kiwa, Keiji Tsukada
    • 学会等名
      The 38th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves, IRMMW-THz 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A terahertz Microsocpy for Bio-Applications2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kiwa
    • 学会等名
      Seminar at The university of Adelaide, hosted by the IEEE South Australia Chapter on AP-MTT, 6 Mar. 2017 Adelaide, Australia
    • 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] Evaluation of biomaterials by a terahertz chemical microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kiwa
    • 学会等名
      The 11th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim, CLEO-PR 2017, 31 July-4, Aug., 2017, Singapore
    • 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] Detection of small amount of liquid using a terahertz chemical microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Kiwa
    • 学会等名
      7th international symposium on terahertz nanoscience
    • 発表場所
      Hyeres, France
    • 年月日
      2016-10-02
    • 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] Combinatorial sensing of catalytic materials using terahertz chemical microscope2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hino, Yuki Kawakami, Kenji Sakai, Toshihiko Kiwa, and Keiji Tsukada
    • 学会等名
      2th International Conference on Sensors Engineering and Electronics Instrumental Advances (SEIA’ 2016)
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] テラヘルツ波ケミカル顕微鏡を用いた電気化学反応計測法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      川上祐輝,日野佑次,藤原健太郎,紀和利彦,堺 健司,塚田啓二
    • 学会等名
      2016第75回応用物理学会中国四国支部学術講演会
    • 発表場所
      岡山市
    • 年月日
      2016-07-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Chemical sensing and imaging with laser-excited THz technology2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Kiwa
    • 学会等名
      EMN Meeting on Optoelectronics
    • 発表場所
      Puket Thailand
    • 年月日
      2016-04-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 次世代電池用電極材料の高エネルギー密度、高出力化2017

    • 著者名/発表者名
      向井孝史他
    • 総ページ数
      602
    • 出版者
      株式会社技術情報協会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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