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連続積層水素化アモルファスシリコン薄膜と人工色素分子による可視光認識素子の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K14059
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 有機・ハイブリッド材料
研究機関秋田大学

研究代表者

辻内 裕  秋田大学, 理工学研究科, 講師 (70250868)

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
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード水素化アモルファスシリコン / 色素 / 蛋白質 / 電気化学素子 / 光制御 / イオン電導整流 / 可視光吸収 / アミノ酸 / 人工素子 / 分子間エネルギー移動 / エキシトン生成 / 分極 / 半導体 / 積層薄膜 / 水素量 / 膜厚 / 光吸収 / 波長 / 分子素子材料
研究成果の概要

半導体水素化アモルファスシリコン(a-Si:H)と色素分子、ゲル固体電解質で「人工のフォトニックシステム」を作製し研究を実施した。ペプチド分子とレチナール分子から再構成した人工色素分子としてバクテリオロドプシン蛋白質の再構成分子の光反応解析、中間体生成の反応速度論的解析を行った結果、天然型分子と同様に人工色素分子でも中間体が生成すること、分子内二次構造間相互作用の変化が構造と中間体の生成量の相関に係る知見を得た。また、イオン伝導整流機能のあるゲル固体電解質が水素含有量の異なる2層の(a-Si:H)薄膜連続清掃膜上で、水素含有量の違いで光照射イオン伝導整流量制御に有効であるという知見を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で実施した半導体と色素分子、半導体とゲル固体電解質による「人工のフォトニックシステム」の光吸収特性の微細構造制御、光照射によるイオン電流の制御の実験結果から、制御可能性についての知見を詳細に得ることができた。得られた成果は蛋白質の微細機能制御の基礎的な理解に役立つと同時、将来人工的な網膜として利用できるデバイスの研究や光制御によるイオン伝導整流素子のセンサや酵素反応制御など様々な用途開発に役立つものと考えられる。

報告書

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

    (7件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Visible light inducible voltage current property of hydro gel on laminated hydrogenated amorphous silicon film2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Tsujiuchi, Makoto Horigane, Takahiko Sano, Takaaki Ichikawa, Hiroshi Masumoto, Takashi Goto
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57

    • NAID

      210000148793

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] M intermediate accumulation analysis of bacteriorhodopsin reconstituted with three partial peptides2017

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Tsujiuchi, Hiroshi Masumoto, Takashi Goto
    • 雑誌名

      Journal of Physics

      巻: 924 ページ: 012016-012016

    • DOI

      10.1088/1742-6596/924/1/012016

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] M intermediate accumulation analysis of bacteriorhodopsin reconstituted with three partial peptides.2017

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Tsujiuchi, Hiroshi Masumoto, Takashi Goto
    • 雑誌名

      Journal of Physics

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rate Constant Change of Photo Reaction of Bacteriorhodopsin Observed in Trimeric Molecular System2016

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Tsujiuchi, Hiroshi Masumoto, Takashi Goto
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      巻: 16 ページ: 3431-3435

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Ultra violet visible light conversion system and gel electrochemical element for sensor and the effect of hydrogenated amorphous silicon2018

    • 著者名/発表者名
      Koki Shimanaka, Makoto Horigane, Shotaro Minato, Miku Kaneta1, Miku Kaneta, Norimi Takahashi, Shota Murakami, Hiroshi Masumoto, Takashi Goto, Yutaka Tsujiuchi
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Voltage current property of amino acid containing hydrogel and molecular film on hydrogenated amorphous silicon film for biosensor system2016

    • 著者名/発表者名
      Makoto Horigane, Shotaro Minato, Hiroshi Masumoto, Takashi Goto, Yutaka Tsujiuchi
    • 学会等名
      日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] アミノ酸含有ゲル固体電解質の電圧・電流応答特性の水素化アモルファスシリコン薄膜の積層による光制御法の探索2016

    • 著者名/発表者名
      堀金 慎,遠藤穂野香,湊 翔太郎,増本 博,後藤 孝,辻内 裕
    • 学会等名
      日本生物物理学会東北支部総会
    • 発表場所
      仙台、東北大学工学部(青葉山東キャンパス)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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