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ギャップモード誘起新規光捕捉現象と光触媒反応の機構解明と制御

研究課題

研究課題/領域番号 17H02722
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 ナノ構造化学
研究機関埼玉大学

研究代表者

二又 政之  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (20344161)

研究分担者 石川 満  城西大学, 理学部, 客員教授 (70356434)
村上 純一  埼玉大学, 理工学研究科, 客員教授 (00157752)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2017年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワード表面プラズモン / 光酸化 / 光エッチング / 光捕捉と光排除 / 吸着状態分析 / 光捕捉 / 高感度ラマン / ホットキャリア / ギャップモード / プラズモン / 表面増強ラマン / 光触媒 / in situ高感度ラマン / 光反応
研究成果の概要

表面プラズモンが関与する4つの新規光現象を見出し、詳細な知見が得られた:(1)局所電場を利用した高感度ラマンによるDNA塩基や芳香族チオールなどの化学種の吸着状態、(2)プラズモンの緩和で生じるホットキャリアが介在するp-アルキルチオフェノール、p-ハロゲン化チオフェノールの光反応、(3)ギャップモード電場による高効率光捕捉と光排除現象、(4)水溶液中での金属ナノ構造のエッチング現象。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでにない新しい表面プラズモン誘起光現象の発見とそのメカニズムの解明は、基礎科学として重要であるだけでなく、ナノ構造の制御を通して、高効率新規光触媒の実用化にもつながる。

報告書

(5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
  • 研究成果

    (59件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件) 学会発表 (46件) (うち国際学会 18件、 招待講演 6件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Xiamen University(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Xiamen Univeristy(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Xiamen Univeristy(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Xiamen University(China)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Three distinct adsorbed states of adenine on gold nanoparticles depending on pH in aqueous solutions2022

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshimoto, M. Seki, H. Okabe b, N. Matsuda, De-yin Wu, M. Futamata
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 786 ページ: 139202-139202

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2021.139202

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Gap mode induced photo-oxidation of p-methyl thiophenol and relating phenomena2021

    • 著者名/発表者名
      M. Futamata, K. Tabei, K. Akai, T. Yoshimoto, H. Tominaga
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals

      巻: 727 号: 1 ページ: 77-95

    • DOI

      10.1080/15421406.2021.1946968

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] プラズモン誘起p-メチルチオフェノール系分子の光酸化反応と関連する新規光現象2021

    • 著者名/発表者名
      二又政之、田部井香苗、赤井啓太郎
    • 雑誌名

      光学

      巻: 50 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gap mode induced photo-oxidation of p-methyl thiophenol and relating phenomena2021

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Futamata*, Kanae Tabei, Keitaro Akai, Takahiro Yoshimoto, Hiroki Tominaga
    • 雑誌名

      Mol. Cryst. Liq. Cryst.

      巻: 714 ページ: 1-20

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamics of gap mode induced photocatalytic oxidations of p-alkyl thiophenol and relating molecules2020

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Futamata , Kanae Tabei, Keitaro Akai
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 11468 ページ: 1-15

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Gap mode induced photocatalytic reactions of p-methyl thiophenol and relating molecules2019

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Futamata , Kanae Tabei and Keitaro Akai
    • 雑誌名

      Proc SPIE

      巻: 11194 ページ: 1-16

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Specific phototcatalytic reaction of p-alkyl thiophenol and related molecules under a gap mode resonance2019

    • 著者名/発表者名
      Kanae Tabei, Keitaro Akai, and Masayuki Futamata
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 730 ページ: 568-574

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2019.06.052

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elucidation of hydrated metal ions using flocculation-surface enhanced Raman scattering2018

    • 著者名/発表者名
      Ryunosuke Kuwana, Saori Handa and Masayuki Futamata
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 693 ページ: 79-83

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 表面プラズモンが誘起する光反応, 光圧効果 及び金属ナノ構造変化2021

    • 著者名/発表者名
      中島陸, 飯岡美優, 金森良介, 二又 政之
    • 学会等名
      2022年プラズモニクス討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アデニンの金ナノ粒子表面の吸着状態分析2021

    • 著者名/発表者名
      吉本 貴洸 ・関 雅子・二又 政之
    • 学会等名
      2021年分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 表面プラズモンが誘起する銀ナノ構造のエッチングと吸着種の光酸化2021

    • 著者名/発表者名
      二又 政之,能重 晴妃
    • 学会等名
      2021年分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Plasmon-induced oxidation of p-methyl thiophenol and optical etching of silver nanostructures2021

    • 著者名/発表者名
      M. Futamata, H. Noju, K. Tabei, K. Akai
    • 学会等名
      ISSS-9
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gap mode-induced photocatalytic reaction of various substituted thiophenol molecules on silver2021

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Futamata, Kanae Tabei, Keitaro Akai
    • 学会等名
      PACIFICHEM2022
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Distinct adsorbed states of adenine on gold nanoparticles at various pH solutions using flocculation-surface enhanced Raman scattering2021

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Yoshimoto, Masako Seki, Masayuki Futamata
    • 学会等名
      PACIFICHEM2022
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gap mode induced photocatalytic reactions of p-alkyl thiophenol and related molecules2019

    • 著者名/発表者名
      M. Futamata, K. Tabei, K. Akai
    • 学会等名
      iSPN 2019 (International Symposium on Plasmonics and Nano-photonics)
    • 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] Gap mode induced photocatalytic reactions of p-methyl thiophenol and relating molecules2019

    • 著者名/発表者名
      M. Futamata, K. Tabei, K. Akai
    • 学会等名
      SPIE Asia, 2019-111940A
    • 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] Gap mode induced photocatalytic reactions of p-methyl thiophenol and relating molecules2019

    • 著者名/発表者名
      M. Futamata, K. Tabei, K. Akai
    • 学会等名
      International Seminor on SERS
    • 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] Specific photocatalytic reaction of p-methyl thiophenol and related molecules induced by a gap mode plasmon2019

    • 著者名/発表者名
      M. Futamata, K. Tabei, K. Akai
    • 学会等名
      Okinawa Colloid
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gap mode induced photocatalytic reaction of p-methyl thiophenol and related molecules2019

    • 著者名/発表者名
      K. Tabei, M. Futamata, K. Akai
    • 学会等名
      Okinawa Colloid
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ギャップモードが誘起する表面増強ラマン散乱,光捕捉及び光触媒反応2019

    • 著者名/発表者名
      二又政之
    • 学会等名
      ノオプティクス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 銀ナノ粒子系ギャップモード条件でのp-チオフェノール置換体の酸化反応2019

    • 著者名/発表者名
      二又政之, 田部井香苗, 赤井啓太郎
    • 学会等名
      第16回プラズモニクス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 銀ナノ粒子系ギャップモードプラズモンによるアルキルチオフェノールの光酸化反応2019

    • 著者名/発表者名
      田部井香苗, 二又政之
    • 学会等名
      第38回光がかかわる触媒シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 金表面のp-メルカプト安息香酸の表面増強赤外吸収スペクトル2019

    • 著者名/発表者名
      松井瑞希, 二又政之
    • 学会等名
      第101回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 銀薄膜表面に吸着したp-メルカプト安息香酸のSERSスペクトルのpH依存性2019

    • 著者名/発表者名
      須藤茜, 二又政之
    • 学会等名
      第101回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] pHに依存したアデニンの金ナノ粒子表面への吸着状態2019

    • 著者名/発表者名
      吉本貴洸, 関雅子, 二又政之
    • 学会等名
      第101回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 金属表面のチオール系単分子膜が示すギャップモードプラズモン誘起光酸化反応2019

    • 著者名/発表者名
      二又政之, 田部井香苗, 赤井啓太郎
    • 学会等名
      2019年表面真空学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子のflocculation-SERS法を用いたDNA塩基の吸着状態解析2019

    • 著者名/発表者名
      二又政之, 吉本貴洸, 関雅子
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Elucidation of DNA and RNA base molecules adsorbed on gold nanoparticles using a flocculation-SERS method2018

    • 著者名/発表者名
      M. Seki, H. Okabe, N. Matsuda, M. Futamata*
    • 学会等名
      ICORS2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Critical importance of nanogap in SERS, irreversible laser trapping of silver nanoparticles and photocatalytic reactions2018

    • 著者名/発表者名
      M. Futamata*, R. Kuwana, N. Akiba, K. Tabei, and K. Akai
    • 学会等名
      ICORS2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] “Elucidation of DNA and RNA base molecules adsorbed on gold nanoparticles using a flocculation-SERS method2018

    • 著者名/発表者名
      M. Seki, H. Okabe, N. Matsuda, M. Futamata*
    • 学会等名
      ISOME2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flocculation-SERS法によるDNA及びRNA塩基の吸着状態の分析2018

    • 著者名/発表者名
      関雅子, 岡部浩隆, 松田直樹, 二又政之*
    • 学会等名
      日本分析化学会第67回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Flocculation-SERS法による水和金属イオンの高感度分析2018

    • 著者名/発表者名
      二又政之、桑名竜太郎
    • 学会等名
      日本分析化学会第67回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Flocculation-SERS法による水和金属イオンの状態分析2018

    • 著者名/発表者名
      二又政之*, 桑名竜太郎, 半田沙織
    • 学会等名
      第69回コロイド及び界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ギャップモードが誘起する銀ナノ粒子の非可逆的光捕捉現象2018

    • 著者名/発表者名
      秋葉ナツミ, 飯田千晶, 二又政之*
    • 学会等名
      第69回コロイド及び界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ギャップモードが誘起するp-アルキルチオールの光触媒反応2018

    • 著者名/発表者名
      田部井香苗, 赤井啓太郎, 二又政之*
    • 学会等名
      第69回コロイド及び界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Flocculation-SERS法によるDNA及びRNA塩基の吸着状態の分析2018

    • 著者名/発表者名
      関雅子, 岡部浩隆, 松田直樹, 二又政之*
    • 学会等名
      2018日本表面真空学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Elucidation of water molecules associating to metal ions using flocculation-surface enhanced Raman scattering2018

    • 著者名/発表者名
      Ryunosuke Kuwana, Saori Handa and Masayuki Futamata*
    • 学会等名
      WMS 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海水成分及び微量不純物の効率的捕捉・除去(回収)及び超高感度状態分析-Ⅱ2018

    • 著者名/発表者名
      二又政之
    • 学会等名
      ソルトサイエンス研究財団研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Gap mode Raman spectroscopy elucidating irreversible laser trapping of silver nanoparticles and a new photocatalytic reaction2017

    • 著者名/発表者名
      M. Futamata*, N. Akiba, K. Akai, C. Iida, M. Ishikura
    • 学会等名
      ISSS-8 (6pA1), Tsukuba
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cation and water molecules adsorbed on gold film electrode investigated by attenuated total reflection surface enhanced infrared absorption spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      F. Watanabe, M. Nakazato, M. Futamata*
    • 学会等名
      ISSS-8 (6PN86), Tsukuba
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elucidation of adsorbed states of DNA and RNA bases on gold nanoparticles using flocculation-surface enhanced Raman scattering2017

    • 著者名/発表者名
      M. Seki, M. Futamata*
    • 学会等名
      ISSS-8 (3PN24)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Critical importance of nanogap in SERS, irreversible laser trapping of silver nanoparticles and a new photocatalytic reaction2017

    • 著者名/発表者名
      M. Futamata*, R. Kuwana, Natsumi Akiba, Keitaro Akai
    • 学会等名
      SERS-2017, Xiamen (China)
    • 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] Flocculation-SERS法によるDNA,RNA塩基の金ナノ粒 子表面への吸着状態解析2017

    • 著者名/発表者名
      関雅子*, 二又政之
    • 学会等名
      第68回コロイド及び界面化学討論会口頭発表 (神戸大学)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Flocculation-SERS法による水溶液中の金属イオン及び水分子の状態分析2017

    • 著者名/発表者名
      桑名竜之介*・半田紗織・二又政之
    • 学会等名
      第68回コロイド及び界面化学討論会口頭発表 (神戸大学)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ギャップモードにおける金属ナノ粒子の光応答性2017

    • 著者名/発表者名
      二又政之*, 秋葉ナツミ, 飯田千晶
    • 学会等名
      第68回コロイド及び界面化学討論会口頭発表 (神戸大学)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 表面増強ラマン,光捕捉及び光触媒反応におけるナノギャップの重要性2017

    • 著者名/発表者名
      二又政之*, 桑名竜太郎, 秋葉ナツミ, 田部井香苗, 赤井啓太郎
    • 学会等名
      第15回プラズモニクスシンポジウム口頭発表 (大分).
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Flocculation法による金ナノ粒子へのDNA塩基の吸着状態の解析2017

    • 著者名/発表者名
      関 雅子*1・岡部 浩隆2・松田 直樹2・二又 政之1
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会(口頭発表, 4E4-11) (日大理工、船橋).
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ギャップモードが誘起するp-アルキルチオールの光酸化反応2017

    • 著者名/発表者名
      田部井香苗*、赤井啓太郎、二又政之
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会(口頭発表, 1PB-057) (日大理工、船橋).
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ギャップモード誘起光捕捉現象2017

    • 著者名/発表者名
      秋葉ナツミ、飯田千晶、二又政之
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会(口頭発表, 1E4-50) (日大理工、船橋).
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 金属ナノ粒子の光捕捉を利用した高感度ラマン分光2017

    • 著者名/発表者名
      秋葉ナツミ、飯田千晶、二又政之
    • 学会等名
      日本分析化学会第66年会(ポスター発表, P3028) (東京理科大、葛飾).
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 非金属ナノ粒子増強ラマン散乱2017

    • 著者名/発表者名
      中永早紀, 吉川英、二又政之,
    • 学会等名
      日本分析化学会第66年会(口頭発表, B4010) (東京理科大、葛飾).
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Flocculation-SERS 法による水和金属イオンの検出2017

    • 著者名/発表者名
      二又政之、桑名竜太郎
    • 学会等名
      第40回溶液化学シンポジウム(口頭発表O-12)(姫路).
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Gap mode Raman spectroscopy elucidating irreversible laser trapping of silver nanoparticles and a new photocatalytic reaction2017

    • 著者名/発表者名
      M. Futamata, N. Akiba, K. Akai, C. Iida, M. Ishikura
    • 学会等名
      ICAVS-9 (Poster, 1-N-28) (Victoria, Canada)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cation and water molecules adsorbed on gold film electrode investigated by attenuated total reflection surface enhanced infrared absorption spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      M. Futamata, F. Watanabe
    • 学会等名
      ICAVS-9 (Oral, 19.5) (Victoria, Canada)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] ナノ・マイクロ微粒子の分散評価技術2019

    • 著者名/発表者名
      二又 政之(分担執筆)
    • 総ページ数
      227
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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