| 研究課題/領域番号 |
21K04935
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分30020:光工学および光量子科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
伊藤 民武 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (00351742)
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| 研究分担者 |
山本 裕子 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (00598039)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 表面増強分光 / 準放射型プラズモン / 超放射型プラズモン / 銀ナノ粒子 / 銀ナノワイヤー / 表面増強ラマン散乱 / 超高速表面増強蛍光 / 準放射型局在プラズモン共鳴 / 電場増強効果 / 準放射型プラズモン共鳴 / 超放射型プラズモン共鳴 / 表面増強蛍光 / プラズモン / 強結合 / エキシトン / 光異性化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
この強結合によって変化する分子の電子状態やその変化を単一分子レベルで測定可能とすることを目的とする。超微小共振器として可視光域で最も真空揺らぎの振幅が大きい銀ナノ粒子2量体間隙数nm^3の領域(ホットスポット: HS)の局在プラズモン共鳴(LPR)を用いる。また光物理化学過程として、メロシアニン色素分子の光異性化を用いる。まずHSに一色素分子を配置し、反交差(強結合状態達成の証拠)を実証する。さらに光異性化によって引き起こされる強結合状態の発現を実証する。次に一分子強結合効果の証拠となる光異性化効率の向上を実証する。最後に一次元化したHSを用い光異性化情報の伝搬現象を実証する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では二種類のホットスポット(HS)を用いてHS内の分子光学応答の増強現象を観測する手法の開発を行った。一種類目のHSは銀ナノ粒子(NP)2量体間隙数nm^3の領域、二種類目は銀ナノワイヤー(NW)2量体間隙を用いた。銀NP2量体のLPR散乱とSERSのスペクトル形状が一致する場合と大きく異なる場合があることを見出した。分析の結果、準放射型のLPRが電場増強を明らかにした。更に銀NW2量体のHSでも同様の場合があることを明らかにした。また銀NW2量体のHSの場合は伝搬型プラズモンも増強効果に寄与していることを明らかにした。これらはHSを用いた光化学反応計測法の開発に不可欠な知見である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の学術的意義は、準放射型プラズモン共鳴が表面増強分光などのプラズモニクスに普遍的に重要であることを示したことである。
本研究の社会的意義は、この学術的意義を世界中で幅広く読まれている総説誌（Chemical Reviews 123 (4), 1552-1634, 2023）に掲載したことである。
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