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空間選択的化学反応を用いた機能性ナノ物質の創成と光特性制御

研究課題

研究課題/領域番号 22K19013
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分32:物理化学、機能物性化学およびその関連分野
研究機関早稲田大学

研究代表者

井村 考平  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (80342632)

研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード空間選択的化学反応 / 機能性ナノ物質 / 強結合相互作用 / 光特性制御
研究開始時の研究の概要

ナノ物質は,その特異な化学的,光学的な特徴から,触媒や電子デバイスなど,さまざまな先進的な応用が期待されている。本研究では,電子線誘起化学反応を用いて,空間選択的に多様な機能性ナノ物質を合成する手法を構築する。これにより,複数の物質をナノメートルの精度で配置すること,また新しい光機能の創成とその制御が可能となる。本研究では,機能性ナノ物質の創成とその光特性制御に新しい方法論を構築することを目的にする。

研究成果の概要

本研究では,電子線照射により機能性ナノ物質を空間選択的に調製し,さらに二次元化により新しい光機能の創成とその特性制御を目指した。反応前駆体として多環芳香族炭化水素を用いて,電子線誘起反応により,それらの多量体を空間選択的に合成した。また,多量化により光の吸収と発光特性の制御が達成されることを明らかにした。さらに,多量化反応を空間選択的に行うことで,機能性ナノ物質を二次元的に配列する手法を確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により,機能性ナノ物質を作製する方法を新たに確立し,これをナノスケールで配列することを可能とした。機能性物質を空間選択的に配列することが可能となり,将来,光デバイスの小型化などに活用することが期待される。また,有機溶剤などを利用する溶媒プロセスを必要としないことから,低コストかつクリーンな物質合成を可能とするなど,環境負荷低減につながる社会的意義があると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 9件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Selective Excitation of Dark Plasmon Modes Using Cylindrical Vector Beams Studied by Microscopic Imaging of Nonlinear Photoluminescence2024

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Seiju、Ichikawa Honoka、Imura Kohei
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 128 号: 6 ページ: 2536-2542

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.3c07144

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoantenna Effect at the Center of the Bull’s Eye Pattern by Controlling the Refractive Indices and Layer Thicknesses of Dielectric Media on a Silver Surface2024

    • 著者名/発表者名
      Tawa Keiko、Shinohara Takeha、Nawa Yasunori、Hasegawa Seiju、Imura Kohei
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 128 号: 7 ページ: 3011-3018

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.3c07171

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Absorption and Scattering Microspectroscopy Using a Phase-Stepping Method2024

    • 著者名/発表者名
      Fukata Masafumi, Shirayama Hiroki, Imura Kohei
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 128 号: 8 ページ: 3370-3376

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.3c07904

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical properties of multilayer MoS2 modified with thermal and shape transformation by laser irradiation2023

    • 著者名/発表者名
      Ogata Shun, Imura Kohei
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 831 ページ: 140859-140859

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2023.140859

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoscopic Imaging of Photonic Modes Excited in Square-Shaped Perylene Microcrystal2023

    • 著者名/発表者名
      K. Imaeda, K. Imura
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 127 号: 9 ページ: 4665-4671

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.3c00271

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear Photoluminescence from Gold Nanoparticle Thin Films Studied by Scanning Near-Field Optical Microscopy2022

    • 著者名/発表者名
      A. Jimbo, K. Imura
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 126 号: 35 ページ: 14960-14966

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.2c03744

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 電子線を用いたペリレン多量体の生成とその光学特性の解明2024

    • 著者名/発表者名
      森田賢,岡本裕巳,井村考平
    • 学会等名
      日本化学会第104回春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 開口型近接場光学顕微鏡を用いた金ナノプレート近傍における光キラル場の三次元イメージング2024

    • 著者名/発表者名
      長谷川誠樹,笠原陸,井村考平
    • 学会等名
      第71回応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノレクタングル近傍における光キラル場のプラズモンモード依存性と立体特性2024

    • 著者名/発表者名
      笠原陸,長谷川誠樹,井村考平
    • 学会等名
      第71回応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Reflectance Spectroscopy of Optically Assembled Bio-nanoparticles with Plasmonic Nano-bowl Substrates2023

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Kanoda, Kota Hayashi, Yumiko Takagi, Mamoru Tamura, Seiju Hasegawa, Kohei Imura, Shiho Tokonami, Takuya Iida
    • 学会等名
      The 14th Asia-Pacific Conference on Near-Field Optics
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Space-selective polymerization of organic molecules in single microcrystals by electron beam irradiation2023

    • 著者名/発表者名
      Ken Morita, Kohei Imura
    • 学会等名
      The 31st International Conference on Photochemistry (ICP2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Linear and nonlinear optical properties of gold nanoparticle assembly prepared by laser manipulation2023

    • 著者名/発表者名
      Motoha Miura, Seiju Hasegawa, Kohei Imura
    • 学会等名
      The 31st International Conference on Photochemistry (ICP2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonlinear photoluminescence from gold nanoplates excited by cylindrical vector beam2023

    • 著者名/発表者名
      Seiju Hasegawa, Motoha Miura, Kohei Imura
    • 学会等名
      The 31st International Conference on Photochemistry (ICP2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization and selective excitation of plasmon modes in two-dimensional metal nanoplates studied by near-field and non-linear optical microscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Kohei Imura
    • 学会等名
      The 31st International Conference on Photochemistry (ICP2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ナノ物質の可視化から光物性の制御へ2023

    • 著者名/発表者名
      井村考平
    • 学会等名
      九州大学理学部化学教室最新化学談話シリーズ
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プラズモニック物質集積体における光熱変換とその制御2023

    • 著者名/発表者名
      井村考平
    • 学会等名
      「キラル光物質科学」班会議
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノロッドにおける光誘起スペクトル変化の顕微分光研究2023

    • 著者名/発表者名
      林直哉,川嶋健哉,井村考平
    • 学会等名
      第17回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノロッド―MoS2ハイブリッド体におけるプラズモン―エキシトン相互作用の解明2023

    • 著者名/発表者名
      甲斐亨,長谷川誠樹,井村考平
    • 学会等名
      第17回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノプレートにおける非線形励起像の軸対称偏光依存性2023

    • 著者名/発表者名
      長谷川誠樹,市川帆乃香,井村考平
    • 学会等名
      第17回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 金およびシリコンナノ粒子における近接場分光特性と光キラル場の評価2023

    • 著者名/発表者名
      長谷川誠樹,井村考平
    • 学会等名
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 多環芳香族炭化水素の空間選択的多量化を用いた光学特性制御2023

    • 著者名/発表者名
      森田賢,井村考平
    • 学会等名
      2023年度日本分光学会年次講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] CsPbBr3ペロブスカイトマイクロ結晶における顕微イメージング2023

    • 著者名/発表者名
      林ひな,長谷川誠樹,井村考平
    • 学会等名
      2023年度日本分光学会年次講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Siナノ粒子単量体および多量体における非線形発光の軸対称偏光依存性2023

    • 著者名/発表者名
      吉岡優作,長谷川誠樹,四方田真輝,岡本裕巳,井村考平
    • 学会等名
      第13回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノプレートにおける非線形発光の表面特性依存性2023

    • 著者名/発表者名
      金塚衣澄美,長谷川誠樹,井村考平
    • 学会等名
      第13回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノ構造体の近接場特性と光キラル場の三次元可視化2023

    • 著者名/発表者名
      長谷川誠樹,笠原陸,井村考平
    • 学会等名
      「キラル光物質科学」「メゾヒエラルキー」合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 超螺旋光によるナノキラル光場の創成とその可視化2023

    • 著者名/発表者名
      井村考平
    • 学会等名
      「キラル光物質科学」領域会議
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] CsPbBr3マイクロプレートにおける光閉じ込めモードの近接場イメージング2023

    • 著者名/発表者名
      長谷川誠樹,林ひな,井村考平
    • 学会等名
      日本化学会 第 103 春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ラジアル・アジマス偏光励起光を用いた金ナノプレートの非線形発光特性の究明2023

    • 著者名/発表者名
      長谷川誠樹,市川帆乃香,井村考平
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Bull's eye型プラズモニックチップにおけるナノアンテナ増強効果のプラズモン共鳴条件依存性2023

    • 著者名/発表者名
      篠原洸羽,名和靖矩,長谷川誠樹,井村考平,田和圭子
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 紫外レーザーを用いた多環芳香族化合物の空間選択的多量化2023

    • 著者名/発表者名
      森田賢,井村考平
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] プラズモニック物質の光学特性とその制御-プラズモンの化学的応用に向けて-2023

    • 著者名/発表者名
      井村考平
    • 学会等名
      第12回プラズモニック化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CsPbBr3ペロブスカイトマイクロ結晶における局在モードの顕微分光2023

    • 著者名/発表者名
      林ひな,長谷川誠樹,井村考平
    • 学会等名
      2022年度日本分光学会年次講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノ分光法によるプラズモンの可視化とその制御2023

    • 著者名/発表者名
      井村考平
    • 学会等名
      関西学院大学講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金ナノプレートにおける二光子誘起発光の励起光空間特性依存性2023

    • 著者名/発表者名
      市川帆乃香,長谷川誠樹,井村考平
    • 学会等名
      第16回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間位相変調光による金ナノプレートの第二高調波発生2023

    • 著者名/発表者名
      長谷川誠樹,市川帆乃香,飯島遥,井村考平
    • 学会等名
      第16回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Siナノ粒子―Auナノラインハイブリッド構造における非線形光学特性2023

    • 著者名/発表者名
      四方田真輝,長谷川誠樹,井村考平
    • 学会等名
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Optical field enhancement near gold nanoplate assembly studied by nonlinear optical microscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Nagisa Miwa, Kohei Imura
    • 学会等名
      The 13th Asia-Pacific Conference on Near-Field Optics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoluminescence from Gold Nanorod and J-Aggregates Hybrids Studied by Scanning Near-Field Optical Microscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Seiju Hasegawa, Kohei Imura
    • 学会等名
      The 13th Asia-Pacific Conference on Near-Field Optics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-07-05   更新日: 2025-01-30  

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