• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

界面反応計測に最適なプラズモニック結晶型基板の開発と赤外領域への拡張

公募研究

研究領域光―分子強結合反応場の創成
研究課題/領域番号 21020040
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

八木 一三  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 招聘研究員 (40292776)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2010年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2009年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード表面増強ラマン散乱 / 表面増強赤外吸収分光 / プラズモニック結晶 / 電気化学アニーリング / 電極触媒 / 酸素還元反応 / 表面プラズモン / 表面増強赤外吸収 / 電気化学 / in situ測定 / 表面・界面 / 燃料電池
研究概要

電気化学環境下、特に腐食が起こりやすい酸性で貴電位印加状態、において安定な分光信号増強能を有する分光電気化学基板の製作を検討し,プラズモニック結晶基板のデザインとその評価を試みた。具体的には燃料電池電極触媒表面における反応の原子・分子レベルでの解析を目指している。当初、逆ピラミッドピット型プラズモニック結晶により、表面増強ラマン散乱(SERS)活性な基板を製作し、単分子層レベルの感度を有することを示すことができたが、白金を用いたSERS活性基板の構築には至っていない。そこで、表面プラズモンポラリトン(SPP)の伝搬長が白金では非常に短いことを考慮し、金表面のSPPを白金に集約し、白金表面での増強を実現することを検討した。そのためにポリスチレン(PS)球を鋳型とする球状セグメントボイド(SSV)型のプラズモニック結晶を製作することにした。ラピッドコンベクションデポジション法により、金平面基板表面に直径600nmのPS球単粒子層を構築し、その隙間を金メッキにより埋めることで種々の深さを有するAu-SSV基板を製作した。引き続きPS球を保持したまま、Pt電析を行うことでAuボイドの上部にPtリムを構築した。Ptリムの有無やプローブ分子の導入法を変えながらラマン信号計測を行うことで、Auボイド内のSPPをPtリムに集約できることを明らかにした。
一方、プラズモニック結晶構造の裏面から赤外光を入射することで表面増強赤外吸収(SEIRA)分光用基板の製作についても検討していたが、スパッタで調製したAu表面を電気二重層領域で繰り返しサイクルすることでSEIRA活性が間便に得られることを明らかにでき、これを用いてAu電極表面で酸素還元反応(ORR)が起こっている、その場の界面構造を分子レベルで明らかにすることに成功した。

報告書

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

    (7件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Electrochemical Modification of Surface Morphology of Au/Ti Bilayer Films Deposited on Si Prism for In Situ Surface-Enhanced Infrared Absorption (SEIRA) Spectroscopy2010

    • 著者名/発表者名
      N.Ohta, K.Nomura, I.Yagi
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 26 ページ: 18097-18104

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanostructures to Probe Electrocatalytic Reactions2010

    • 著者名/発表者名
      I.Yagi, K.Nomura, et al.
    • 雑誌名

      ECS Transaction

      巻: 28 ページ: 111-120

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mesoporous Materials toward Nanofabricator and Nanoreactor2010

    • 著者名/発表者名
      Ichizo Yagi, et al.
    • 雑誌名

      Electrochemistry 78

      ページ: 105-113

    • NAID

      130002150568

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] In situ activation of surface enhanced infrared absorption (SEIRA) of flat Au/Ti thin film electrode2010

    • 著者名/発表者名
      I.Yagi, K.Nomua, N.Ohta
    • 学会等名
      Pacifichem 2010
    • 発表場所
      Honolulu, HI, USA
    • 年月日
      2010-12-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Nanostructures to probe and drive electrocatalytic reactions2010

    • 著者名/発表者名
      I.Yagi, A.Hayashi, et al.
    • 学会等名
      277^<th> ECS Meeting
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2010-04-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 電極触媒反応追跡に資する分光計測ツールの開発2009

    • 著者名/発表者名
      八木一三, 他
    • 学会等名
      分子科学討論会2009
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2009-09-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 近接場光のセンシング・イメージング技術への応用2010

    • 著者名/発表者名
      八木一三
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi