| 研究課題/領域番号 |
20H02601
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29010:応用物性関連
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
馬場 暁 新潟大学, 自然科学系, 教授 (80452077)
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| 研究分担者 |
城内 紗千子 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (20870760)
L CHUTIPARN 新潟大学, 自然科学系, 助教 (90769316)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
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| キーワード | 表面プラズモン / 有機光・電子デバイス / 有機太陽電池 / センサ / 金属ナノ粒子 / 格子構造 / 金量子ドット / プラズモン / 金属微粒子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、金属微粒子のナノ構造制御とそこで発現する光学現象の理論的及び実験的解明、並びにこの現象を用いた新規有機光・電子デバイスの考案を目的とする。金属微粒子からなる金属ナノ構造は、局在表面プラズモン・伝搬型表面プラズモンの同時励起が可能であり、二つのプラズモン光電場の相乗効果により、大きな光電場増強や光熱発生など新規機能の発現が期待される。さらに、金原子からなる金量子ドットも集積することで、量子効果も加えてそれらが協働するプラズモニックシステムの創出を目指す。新規有機系光電変換デバイスや光熱電デバイスを開発することで、プラズモニック有機光・電子デバイス応用のための基盤技術を確立する
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| 研究成果の概要 |
本研究では、局在プラズモン・伝搬プラズモン・量子効果が協働する著しい光電場増強現象が得られるプラズモニック構造を創出し、理論的にメカニズムを解明した上で高効率・高感度な新規有機光・電子デバイスの提案を行うことを目的とした。その結果、次のような成果が得られた。（１）FDTDシミュレーションを用いた金属ナノ構造の配置における最適な知見を得た。（２）金量子ドットを伝搬型表面プラズモン増強電界内に置くことで得られる発光増強特性を利用したセンサ応用を行った。（３）局在表面プラズモン励起による増感効果を利用した、グルコース検出のための自己給電型光電気化学センサ応用を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、伝搬型表面プラズモンと金属微粒子同士の複合局在表面プラズモンをも合わせたプラズモン協働現象による、これまでにない大きな光電場増強現象が得られる構造を見出し、この新たな現象を用いた種々の有機光・電子デバイスの設計・応用を行うもので学術的独自性と創造性がある提案である。本研究でナノ構造制御プラズモニック－金量子ドットシステムの有機光・電子デバイスへの応用について、基礎研究からデバイス応用研究までの一貫した研究の基盤を確立でき、有機光・電子デバイス分野の発展に寄与することは重要な意義があり、高感度センサ・高効率発電デバイスを始め波及効果が大きいと考える。
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