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強磁場とスピン化学を活用した極微反応場の構築と固液界面反応ダイナミクスの計測

研究課題

研究課題/領域番号 17034051
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関九州大学

研究代表者

米村 弘明  九州大学, 大学院工学研究院, 助教授 (40220769)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
2006年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2005年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワードカーボンナノチューブ / フラーレン / 強磁場 / クラスター / スピン化学 / 固液界面 / 磁場配向 / 光電変換 / スピン科学 / ナノクラスター / C_<60> / 単層カーボンナノチューブ
研究概要

"強磁場"によってナノ粒子やナノカーボンから構成されるナノ構造を制御する事で新規の固液界面の極微構造を構築し、新しい物性をもつ材料を創製する。また、固液界面に存在する極微構造(ナノ構造)におけるスピンを活用する事で"スピン化学"を活用した固液界面反応ダイナミックスの計測方法を開発する。本年度は以下の研究を行った。
1.C_<60>-メチルフェノチアジン混合ナノクラスター修飾電極の光電流に対する磁場効果
C_<60>ナノクラスター-メチルフェノチアジン(MePH)系の溶液中の光誘起電子移動反応において、C_<60>-PH連結化合物では得られない磁場効果を観測した。そこで、これらの溶液系における磁場効果の応用として、C_<60>ナノクラスター-MePH系を金電極に担持した修飾電極を作製した。磁場を印加するとこの修飾電極の光電流が増加した。この磁場効果は溶液中と同様にラジカル対機構によって説明できた。
2半導体ナノ粒子を担持した膜の発光特性に及ぼす磁場印加プロセスの影響
Zn_<1-x>Mh_xSナノ粒子を石英基板上にSAMによって固定する際に、磁場を印加した場合としない場合の比較を行った。磁場印加プロセスを行った薄膜では、印加しない場合に比較して、薄膜からの発光の偏光度が大きくなった。偏光度の増加率は磁場強度およびMhの含有量(X)によって増加した。磁場印加プロセスの効果はナノ粒子が磁場配向することで起こっていると考えられる。
3.SWNTと光増感剤の複合体を修飾した電極の光電気化学
MEHPPVと単層CNT(SWNT)の複合体が強磁場によって配向できることを明らかにした。そこで、光増感剤であるMEHPPVやRu(bpy)_3^<2+>とSWNTの複合体をITO電極に修飾した電極を作製した。これらの修飾電極は光増感剤の吸収に対応した光電流が発生するとともに、SWNTが電子リレーの役割を果たしていることがわかった。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (10件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Characterization of mono- and multilayered films with Mn^<2+>-doped ZnS nanoparticles and luminescence properties of the monolayered films prepared by applying magnetic fields2007

    • 著者名/発表者名
      H.Yonemura et al.
    • 雑誌名

      Thin Solid Films (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoelectrochemical reactions of electrodes modified with composites between conjugated polymer or ruthenium complex and single-walled carbon nanotubes2007

    • 著者名/発表者名
      H.Yonemura et al.
    • 雑誌名

      Thin Solid Films (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Field Effects and Time-Resolved EPR Studies on Photogenerated Biradical from Intramolecular Electron Transfer Reactions in Zinc-tetraphenylporphyrin-C_<60> Linked Compounds : Contribution of Relaxation Mechanism due to Spin-Spin Relaxation2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yonemura et al.
    • 雑誌名

      Molecular Physics 104

      ページ: 1559-1572

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 有機または無機ナノ粒子を用いた薄膜の作製と光機能の磁場制御2006

    • 著者名/発表者名
      米村 弘明
    • 雑誌名

      マテリアルステージ 5

      ページ: 102-108

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Field Effects on Photoelectrochemical Reactions of Modified Electrodes with C_<60>-Phenothiazine Nanoclusters2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yonemura et al.
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials 7

      ページ: 643-648

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoinduced electron-transfer and magnetic-field effects on the decay rated of photogenerated biradicals in a phenothiazine-C_<60> linked compound with six methylene groups : temperature dependence2006

    • 著者名/発表者名
      S.Moribe et al.
    • 雑誌名

      C.R.Chimie 9

      ページ: 247-253

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoinduced electron-transfer and magnetic field effects on the dynamics of the radical pair in a C_<60> cluster-phenothiazine system2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yonemura et al.
    • 雑誌名

      C.R.Chimie 9

      ページ: 254-260

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ナノ構造と光特性に及ぼす強磁場効果2006

    • 著者名/発表者名
      米村 弘明
    • 雑誌名

      化学と教育 54・1

      ページ: 20-23

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 磁場印加による電子移動過程制御と新規光機能ナノ材料の創製2005

    • 著者名/発表者名
      米村 弘明
    • 雑誌名

      電気化学および工業物理化学 78・6

      ページ: 450-454

    • NAID

      10014340116

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] High Magnetic Field Effects on Biradical Lifetimes : Evaluation of Magnetic Field Dependence and Chain Legth Dependence Using Calculated and Hyperfine Tensors2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Mouri et al.
    • 雑誌名

      Bull.Chem.Soc.Jpn. 78

      ページ: 804-813

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] 繊維状材料の配列材料の製造法、及び、繊維状材料の配列材料2005

    • 発明者名
      米村 弘明他
    • 権利者名
      米村 弘明他
    • 産業財産権番号
      2005-256890
    • 出願年月日
      2005-09-05
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2018-03-28  

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