| 研究課題/領域番号 |
24550242
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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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| 研究分野 |
無機工業材料
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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 |
村瀬 至生 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電池技術研究部門, 上級主任研究員 (60358158)
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| 研究分担者 |
安藤 昌儀 国立研究開発法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 上級主任研究員 (20356398)
川崎 一則 国立研究開発法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 主任研究員 (40356837)
細川 千絵 国立研究開発法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 主任研究員 (60435766)
鎌田 賢司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 無機機能材料研究部門, 上級主任研究員 (90356816)
伊藤 民武 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 主任研究員 (00351742)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2015年度)
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| 配分額 *注記 |
5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2012年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 量子ドット / 金ナノ粒子 / ガラス / プラズモン / 蛍光 / 増強 / プラズモン共鳴 / 金 / ナノ粒子 / 計算 |
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| 研究実績の概要 |
金ナノ粒子を各種の厚みのガラス層でコートし、さらにその表面に量子ドットを付着させた球形試料（直径数十ナノメートル）の分散液を作製した。元の発光効率を保ち、安定に分散させるために工夫が必要であった。この試料のスペクトル測定、三次元像を含む電顕観察、数値解析、FDTD (Finite-Difference Time-Domain、時間領域差分) 法によるプラズモンによる電場増強度計算を進めた。
相互作用を説明するためのエネルギー状態図（ヤブロンスキーダイアグラム）で、金ナノ粒子がないときの量子ドットのパラメータ（電場強度、吸収断面積、輻射遷移速度、無輻射遷移速度）および金ナノ粒子が加わったときのこれらパラメータの増分（合計８個）を用いて実験結果を解析した。蛍光の発光効率、吸光度、蛍光寿命、金ナノ粒子への量子ドットの付着数、ガラス層の厚みなどが、これらパラメータを決める実験データとなる。
蛍光増強が最大になる条件を得るためには、金ナノ粒子の粒径、励起波長などの実験の条件を用いてさらにFDTD計算を行って電場強度の増分をガラス層の厚みの関数として求める必要がある。しかし、今回用いた金ナノ粒子直径（20 nm程度）では光吸収のみとなって電場強度の増分がないことになった。
一方で文献調査から、今回のような球形ではなく平面状試料（金ナノ粒子と量子ドットを一定間隔をおいて敷き詰めた構造）で、今回の実験と類似の条件（金ナノ粒子サイズ、励起波長等）において同等の間隔（10nm強）で最高の蛍光増強（2倍程度）が確認されている。このため、計算方法についてさらに検討を進めた。また、結果を学会で発表し、類似構造の粒子の増強実験を行っている研究者と議論した。
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