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グラフェン―吸着分子間相互作用のナノ分光学的解明と新規グラフェンデバイスの創成

公募研究

研究領域原子層科学
研究課題/領域番号 26107515
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

矢野 隆章  東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 助教 (90600651)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2015年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード原子層物質 / 近接場分光 / 二硫化モリブデン / 三酸化モリブデン
研究実績の概要

本研究の目的は、原子層表面と吸着分子・原子の電子的相互作用を分光学的にナノスケールで解明し、新奇なナノ物性を開拓することである。本年度は、前年度に構築した近接場分光学計測と同時に近接場力学計測を同時に行うハイブリッドナノ計測手法を用いて二硫化モリブンデン単原子層に金属原子を吸着させた際の二硫化モリブンデンのラマン散乱の変化を測定・解析した。銀薄膜を二硫化モリブンデン表面に物理吸着させると、PLおよびラマン散乱が20倍程度増強されることがわかった。一方、多層の二硫化モリブンデン表面に銀薄膜を吸着させた場合は増強効果は観測されなかった。これは、単層と多層表面において銀の塗れ性が異なるため、銀の島状構造に差異が生じたためであることがわかった。さらにこの銀薄膜上にチオフェノール分子を化学吸着させてその表面増強ラマン散乱を測定した結果、単原子層―銀のハイブリット構造上でのみ表面増強ラマン効果が観測された。また、銀をコートした原子間力顕微鏡探針を二硫化モリブンデン単原子層表面に近づけながらそのPLの変化を観測した結果、銀が単原子層表面に吸着する際のPL増強ダイナミクスを測定した。
前年度に引き続き、層状の金属酸化物である三酸化モリブデンのラマン分光・イメージング分析を行った。メタノール分子を吸着させてホルムアルデヒドへの部分酸化反応中のラマン散乱および可視吸収スペクトルの変化を観測した結果、エッジ部位に三酸化モリブデンの触媒効果が増強されることが分光学的に示された。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] ワシントン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Probing edge-activated resonant Raman scattering from mechanically exfoliated 2D MoO3 nanolayers2015

    • 著者名/発表者名
      Yano, T., Yoshida, K., Hayamizu, Y., Hayashi, T., Ohuchi, F., Hara, M.
    • 雑誌名

      2D Materials

      巻: 2 号: 3 ページ: 035004-035004

    • DOI

      10.1088/2053-1583/2/3/035004

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spectral tunability of realistic plasmonic nanoantennas2014

    • 著者名/発表者名
      Alejandro Portela1, Takaaki Yano, Christian Santschi3, Hiroaki Matsui1, Tomohiro Hayashi, Masahiko Hara, Olivier J. F. Martin and Hitoshi Tabata
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 105 号: 9 ページ: 091105-091105

    • DOI

      10.1063/1.4894633

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light-transmittable Ultrasmooth Gold Film for Gap Mode Tip-Enhanced Raman Scattering Spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Oguchi M., Mochizuki M., Yano T., Hara M., Hayashi T.
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 43 号: 6 ページ: 808-810

    • DOI

      10.1246/cl.140093

    • NAID

      130004868183

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Probing edge-activated resonant Raman scattering from mechanically exfoliated 2D MoO3 nanolayers2015

    • 著者名/発表者名
      Taka-aki Yano, Keisuke Yoshida, Yuhei Hayamizu, Tomohiro Hayashi, Fumio Ohuchi, Masahiko Hara
    • 学会等名
      GSS15: Sixth Graphene and 2D Materials Satellite Symposium
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 三酸化モリブデンナノシートのラマン分光・イメージング分析2015

    • 著者名/発表者名
      吉田圭甫, 矢野隆章, 林智広, 大内二三夫, 原正彦
    • 学会等名
      平成27年度日本分光学会 年次講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      2015-06-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] プラズモン光増強場を用いたナノ力学分光2015

    • 著者名/発表者名
      矢野 隆章, 土本 悠太, 林 智広, 原 正彦
    • 学会等名
      レーザー学会第35回年次大会
    • 発表場所
      東海大学(東京都)
    • 年月日
      2015-01-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nanoscale Raman imaging and analysis of strain distribution in carbon nanotube2014

    • 著者名/発表者名
      Taka-aki Yano, Taro Ichimura, Shota Kuwahara, Prabhat Verma, and Satoshi Kawata
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia 2014
    • 発表場所
      Sapporo, Hokkaido Japan
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] AFM-based plasmonically-induced optical force spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Taka-aki Yano, Yasuhiro Morita, Tomohiro Hayashi, Masahiko Hara
    • 学会等名
      META'14
    • 発表場所
      NTU, Singapore
    • 年月日
      2014-05-20 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-01-28  

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