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プラズモニックナノシート:ナノ近接場界面の創出と応用探索

研究課題

研究課題/領域番号 21310067
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 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関九州大学 (2011)
東北大学 (2009-2010)

研究代表者

玉田 薫  九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (80357483)

研究分担者 福田 伸子  産業技術総合研究所, 光技術研究部門, 研究員 (90360635)
木村 康男  東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (40312673)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2010年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2009年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
キーワード局在プラズモン / 銀ナノ微粒子 / 自己組織化 / 酸化チタン / 光触媒 / FDTD / 三次元構造 / ハニカム構造 / FDTD計算 / チオール置換反応
研究概要

本プロジェクトでは、熱分解法により合成した粒径の揃った均一な銀ナノ微粒子(直径約5nm)からなる巨大に次元結晶シートを気水界面に作成に、局在プラズモン共鳴に関わる界面物理現象の理論的および実験的検証、ならびにさまざまな応用の可能性について模索している。本年度の成果の概略は以下の通り。
銀および金微粒子混合膜のプラズモン特性について、気液界面単分子膜において検討した。混合の効果でドメインサイズが小さくなる(100nm以下)ことにより、共鳴ピーク位置をブルーシフトさせることに成功した(国内および国際学会にて発表)。
銀ナノシートをマーカとして、白金担持酸化チタン薄膜による基盤垂直方向での非接触触媒反応について定量的に評価することに成功した(国内学会誌に論文投稿)。
銀ナノシートと金属基板との相互作用による新奇現象を発見、これに基づいて最先端・次世代研究開発支援プログラムに応募、ライフイノベーションとして採択された(現在論文投稿準備中)
銀ナノシートを用いた蛍光増強測定を実施した。その結果、銀微粒子へのエネルギー移動による失活(FRET)の影響が非常に大きく、大きな増強を得るためにはナノオーダーでの色素-微粒子間の距離制御が必要であることがわかった(国内および国際学会にて発表)。これと平行して、金属薄膜により励起した伝搬型プラズモンと銀ナノシートの局在プラズモンを組み合わせた測定ができる光学システムを立ち上げた。ナノ導波路の検証実験はFRETの影響で、現在の銀微粒子(5nm径)では効果を検証できないことがわかった。
銀ナノシートによるSTM発光について検討し、論文にまとめた。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (36件) 図書 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Collective plasmon modes excited on a silver nanoparticle 2D crystalline sheet2011

    • 著者名/発表者名
      Mana Toma, Koji Toma, Kanae Michioka, Yasuhiro Ikezoe, Daiki Obara, Koichi Okamoto, Kaoru Tamada
    • 雑誌名

      Phys.Chem.Chem.Phys.

      巻: 13 ページ: 7459-7466

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of Adrenaline on Poly (3-aminobenzylamine) Ultrathin Film by Electrochemical-Surface Plasmon Resonance Spectroscopy2011

    • 著者名/発表者名
      福田伸子
    • 雑誌名

      AIS Today

      巻: 11 ページ: 12-12

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoscale coupling of photons to vibrational excitation of Ag nanoparticl e 2D array studied by scanning tunneling microscope light emission spec troscopy2010

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Katano, Koji Toma, Mana Toma, Kaoru Tamada, Yoichi Uehara
    • 雑誌名

      Phys.Chem.Chem.Phys.

      巻: 12 ページ: 14749-14753

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Detection of Adrenaline on Poly(3-aminobenzylamine) Ultrathin Film by Electrochemical-Surface Plasmon Resonance Spectroscopy2010

    • 著者名/発表者名
      A.Baba, T.Mannen, Y.Ohira, K.Shimbo, K.Kato, F.Kaneko, N.Fukuda, H.Ushijima
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 26 ページ: 18476-18482

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ag nanoparticle sheet as a marker of lateral remote photocatalytic reaction2009

    • 著者名/発表者名
      T.Nagahiro, K.Ishibashi, Y.Kimura, M.Niwano, T.Hayashi, Y.Ikezoe, M.Hara, T.Tatsuma, K.Tamada
    • 雑誌名

      Nanoscale 2

      ページ: 107-113

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunable Surface Plasmon Band of Position Selective Ag and Au Nanoparticles in Thin Block Copolymer Micelle Films2009

    • 著者名/発表者名
      H.Acharya, J.Sung, B.-H. Sohn, D.H. Kim, K.Tamada, C.Park
    • 雑誌名

      Chem.Mater. 21

      ページ: 4248-4255

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Enhanced photoluminescence of dye molecules on plasmonic Ag nanosheet2011

    • 著者名/発表者名
      Daiki Obara, Akihito Yoshida, Jungmok You, Eunkyoung Kim^2, Ryogo Tero, Kaoru Tamada
    • 学会等名
      6^<th> International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (MBE6)
    • 発表場所
      仙台(震災のため紙面発表に変更)
    • 年月日
      2011-03-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Spectroscopic properties of mixed monolayers composed of silver and gold nanoparticles2011

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Imazu, Daiki Obara, Takeshi Nakada, Akihito Yoshida, Kaoru Tamada
    • 学会等名
      6^<th> International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (MBE6)
    • 発表場所
      仙台(震災のため紙面発表に変更)
    • 年月日
      2011-03-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of vertical remote photocatalytic activity of Pt-modified TiO_2 with Ag nanosheet2011

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Nakada, Daiki Obara, Keisuke Imazu, Fei Yang, Akihito Yoshida, Tetsu Tatuma, Kaoru Tamada
    • 学会等名
      6^<th> International Conference on Molecular Electrons cs and Bioelectronics (MBE6)
    • 発表場所
      仙台(震災のため紙面発表に変更)
    • 年月日
      2011-03-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] The detection of inorganic crystals on Au thin-film using surface plasmon resonance2011

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Miya, Akihito Yoshida, Kaoru Tamada
    • 学会等名
      6^<th> International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (MBE6)
    • 発表場所
      仙台(震災のため紙面発表に変更)
    • 年月日
      2011-03-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Collective Plasmon Resonance in 2D Crystalline Film Composed of Metallic Nanoparticles2011

    • 著者名/発表者名
      K.Tamada, K.Imazu, B.C.Y.Lin, D.Obara, A.Yoshida, K.Okamoto
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Joint Workshop on Bioelectronics
    • 発表場所
      台湾成功大学(台湾) 招待講演
    • 年月日
      2011-01-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Catecholamine Sensing Based on Surface Plasmon Fluorescent Spectroscopy2010

    • 著者名/発表者名
      福田伸子
    • 学会等名
      環太平洋国際化学会議(PACIFICHEM2010)
    • 発表場所
      ハワイコンベンションセンター(アメリカ) 招待講演
    • 年月日
      2010-12-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Collective Plasomon Resonance in 2D Crystalline Film Composed of Metallic Nanoparticles2010

    • 著者名/発表者名
      K.Tamada, K.Imazu, B.C.Y.Lin, D.Obara, A.Yoshida, K.Okamoto
    • 学会等名
      環太平洋国際化学会議(PACIFICHEM2010)
    • 発表場所
      ハワイコンベンショジセンター(アメリカ)
    • 年月日
      2010-12-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Collective Plasomon Resonance in 2D Crystalline Film Composed of Metallic Nanoparticles2010

    • 著者名/発表者名
      K.Tamada, K.Imazu, B.C.Y.Lin, D.Obara, A.Yoshida, K.Okamoto
    • 学会等名
      Frontier 2010
    • 発表場所
      アルビ鉱山大学(フランス) 招待講演
    • 年月日
      2010-12-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 銀微粒子二次元結晶における協同的局在ブラズモン共鳴現象2010

    • 著者名/発表者名
      玉田薫、岡本晃一
    • 学会等名
      第118回微小光学研究会「最先端光材料と微小光学」
    • 発表場所
      東北大学(仙台市) 招待講演
    • 年月日
      2010-12-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 金微粒子/銀微粒子による混合膜の局在表面プラズモン特性2010

    • 著者名/発表者名
      今津圭介, 小原大輝, 中田武志, 吉田晃人, 玉田薫
    • 学会等名
      第30回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      大阪大学(吹田市)
    • 年月日
      2010-11-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 表面プラズモン共鳴現象を用いた蛍光発光増強効果の観察2010

    • 著者名/発表者名
      小原大輝, 吉田晃人, Jungmok You, Eunkyoung Kim, 手老龍吾, 玉田薫
    • 学会等名
      第30回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      大阪大学(吹田市)
    • 年月日
      2010-11-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 銀ナノシートを用いた酸化チタン光触媒活性の評価2010

    • 著者名/発表者名
      中田武志, 小原大輝、今津圭介、呉瀟嫻, 吉田晃人, 立間徹, 玉田薫
    • 学会等名
      第30回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      大阪大学(吹田市)
    • 年月日
      2010-11-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Collective Plasmonic Property of 2D Films Composed of Au and Ag Nanoparticles Fabricated at Air-water Interface2010

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Imazu, Daiki Obara, Takeshi Nakada, Akihito Yoshida, Koichi Okamoto, Kaoru Tamada
    • 学会等名
      Asianann2010
    • 発表場所
      日本科学未来館(東京都)
    • 年月日
      2010-11-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Collective Plasomon Resonance in 2D Crystalline Film Composed of Metallic Nanoparticles2010

    • 著者名/発表者名
      K.Tamada, K.Imazu, B.C.Y.Lin, D.Obara, A.Yoshida, K.Okamoto
    • 学会等名
      コロイド界面国際会議(NCSS2010)
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉市)
    • 年月日
      2010-09-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Silver Nanosheets as a Marker for the Photocatalytic Activity2010

    • 著者名/発表者名
      A.Yoshida, T.Nakada, T.Nagahiro, Y.Kimura, M.Niwano, K.Tamada
    • 学会等名
      コロイド界面国際会議(NCSS2010)
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉市)
    • 年月日
      2010-09-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 銀微粒子二次元結晶における協同的局在プラズモン共鳴現象2010

    • 著者名/発表者名
      玉田薫
    • 学会等名
      第3回東北大輕麟フォーラム
    • 発表場所
      東北大学(仙台市) 招待講演
    • 年月日
      2010-06-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Optical Sensing of Stress Markers Based on Surface Plasmon Spectroscopy2010

    • 著者名/発表者名
      福田伸子
    • 学会等名
      Korean Physical Society 2010
    • 発表場所
      Daejeon (韓国) 招待講演
    • 年月日
      2010-04-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 金微粒子と銀微粒子による二次元結晶膜作製と評価(口頭)2010

    • 著者名/発表者名
      今津圭介, 小原大輝, 中田武志, 木村康男, 玉田薫
    • 学会等名
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      平塚(神奈川)
    • 年月日
      2010-03-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ミリスチン酸被覆銀微粒子に対するチオール及びジスルフィドの置換反応性の違い(口頭)2010

    • 著者名/発表者名
      小原大輝, 今津圭介, 中田武志, 林智広, 玉田薫
    • 学会等名
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      平塚(神奈川)
    • 年月日
      2010-03-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 金微粒子と銀微粒子による二次元結晶膜作製と評価(ポスター)2010

    • 著者名/発表者名
      今津圭介, 小原大輝, 中田武志, 木村康男, 玉田薫
    • 学会等名
      平成21年度 東北・北海道支部講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-03-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ミリスチン酸被覆銀微粒子に対するチオール及びジスルフィドの置換反応性の違い(口頭)2010

    • 著者名/発表者名
      小原大輝, 今津圭介, 中田武志, 林智広, 玉田薫
    • 学会等名
      平成21年度 東北・北海道支部講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-03-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 酸化チタンナノチューブの非接触光触媒活性の評価(ポスター)2010

    • 著者名/発表者名
      中田武志、小原大輝、今津圭介、Vincent Craig、永広武士、木村康男、庭野道夫、玉田薫
    • 学会等名
      平成21年度 東北・北海道支部講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-03-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Different reactivity between thiol and disulfide for exchange reaction with myristate capping on Ag nanoparticles(ポスター)2010

    • 著者名/発表者名
      小原大輝, 今津圭介, 中田武志, 林智広, Priastuti Wulandari, 玉田薫
    • 学会等名
      5^<th> International Symposium on Medical, Bio and Nano-Electronics
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-02-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of photocatalytic activity of TiO2 and ZnO by localized plasmon band of silver nanosheet(ポスター)2010

    • 著者名/発表者名
      中田武志, 小原大輝, 今津圭介, Vincent Craig, 永広武士, 木村康男, 庭野道夫, 玉田薫
    • 学会等名
      5^<th> International Symposium on Medical, Bio and Nano-Electronics
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-02-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication and Application of Plasmonic Ag Nanosheet2010

    • 著者名/発表者名
      玉田薫
    • 学会等名
      Workshop on Advanced Biodpecific Interaction Analysis Invited
    • 発表場所
      ナンヤン工科大学、シンガポール
    • 年月日
      2010-02-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication and Application of Plasmonic Ag Nanosheet2009

    • 著者名/発表者名
      玉田薫
    • 学会等名
      6th SINGAPORE INTERNATIONAL CHEMICAL CONFERENCE (SICC6) Invited
    • 発表場所
      シンガポール国際会議場、シンガポール
    • 年月日
      2009-12-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of fluorescence Based on Long-Range Surface Plasmon Modes with SiO_2/Al/SiO_2 Films2009

    • 著者名/発表者名
      福田伸子, 牛島洋史
    • 学会等名
      第19回日本MRS学術シンポジウム
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2009-12-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Ag nanoparticle sheet as a marker of lateral remote photocatalytic reaction(ポスター)2009

    • 著者名/発表者名
      玉田薫, 永広武士, 木村康男, 庭野道夫, 林智広, Yasuhiro Ikezoe, Masahiko Hara, Tetsu Tatsuma
    • 学会等名
      The second French Research Organizations-Tohoku University Join Workshop on Frontier Materials
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2009-12-01
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 銀ナノシートを用いた光触媒活性の評価(口頭)2009

    • 著者名/発表者名
      中田武士、小原大輝、今津圭介, Craig Vincent、木村康男、庭野道夫, 関成之、羽賀浩一、玉田薫
    • 学会等名
      第29回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      船橋
    • 年月日
      2009-10-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 機能性銀ナノシートの作製と応用(口頭)2009

    • 著者名/発表者名
      小原大輝、玉田薫、斉藤真奈、中田武士、今津圭介、秋山陽久
    • 学会等名
      第29回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      船橋
    • 年月日
      2009-10-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication and Application of Plasmonic Ag Nanosheet2009

    • 著者名/発表者名
      玉田薫
    • 学会等名
      6th International Conference on Materials Engineering for Resources (ICMR2009) Invited
    • 発表場所
      秋田
    • 年月日
      2009-10-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication and Application of Plasmonic Nanosheet Compoased of Nanoparticles2009

    • 著者名/発表者名
      玉田薫
    • 学会等名
      3rd Asian Conference on Colloid & Interface Science (ACCIS2009) Invited
    • 発表場所
      韓国済州島、韓国
    • 年月日
      2009-10-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 紫色レーザー照射で誘起される長距離伝搬プラズモン場での膜厚変化および蛍光の同時測定2009

    • 著者名/発表者名
      福田伸子、牛島洋史
    • 学会等名
      日本分析学会第58年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2009-09-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 金および銀ナノ微粒子表面への脂肪酸のユニークな吸着形態2009

    • 著者名/発表者名
      玉田薫
    • 学会等名
      第62回コロイドおよび界面討論会Invited
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2009-09-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 長距離伝搬表面プラズモン場におけるケミカルバイオセンシング2009

    • 著者名/発表者名
      福田伸子、牛島洋史
    • 学会等名
      電子情報通信学会2009ソサイエティ大会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2009-09-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Application of Plasmonic Ag Nanosheet : Characterization of Photocatalitic Activity of TiO2 nanotube2009

    • 著者名/発表者名
      玉田薫
    • 学会等名
      7th International Symposium on Modern Optics and Its Applications (ISMOA 2009) Invited
    • 発表場所
      バンドン工科大学、インドネシア
    • 年月日
      2009-08-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 新しい局面を迎えた界面の分子科学2011

    • 著者名/発表者名
      玉田薫
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] フォトニックナノ構造の最近の進展2011

    • 著者名/発表者名
      玉田薫
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] 第118回微小光学研究会予稿集2010

    • 著者名/発表者名
      王田薫、岡本晃一
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] 超分子サイエンス&テクノロジー ~基礎からイノベーションまで~(SAMバイオデバイス)2009

    • 著者名/発表者名
      玉田薫
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      エヌテイーエス
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 第3版 現代界面コロイド化学の基礎 -原理・応用・測定ソリューション(表面プラズモン共鳴法)2009

    • 著者名/発表者名
      玉田薫
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      丸善株式会社
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.riec.tohoku.ac.jp/lab/tamada/index-j.html

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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