有機薄膜を被覆した金属ナノ構造の作製とその光応答の時間・空間分解計測

2009 年度 実績報告書

• 研究領域: 光―分子強結合反応場の創成
• 研究課題/領域番号: 19049011
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 朝日 剛 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (20243165)
• キーワード: 局在プラズモン共鳴 / 金属ナノ粒子 / 顕微分光 / 単一粒子分光 / 光反応 / フォトクロミック反応 / 蛍光増強

研究概要

基板表面に固定した金(銀)ナノ粒子表面に色素やフォトクロ化合物などの機能性分子会合体を10nm程度の厚さで被覆した複合薄膜を作製し、その吸収・発光特性や光反応の顕微分光計測を行った。ナノ粒子の局在プラズモン共鳴による蛍光増強およびフォトクロミック反応速度の増大を、単一粒子レベルで調べることに成功した。本年度は特に特定領域内の共同研究に重点を置き研究を進めた。一辺100-150nmの銀ナノキューブによる蛍光増強の実験から、蛍光スペクトル形状がナノキューブのプラズモン共鳴バンドに依存して変化することを初めて見出し、蛍光寿命が短くなることを示した。これらの結果は、局在プラズモン共鳴によって発光の遷移確率が増大することを強く示唆するものである。一方、ジアリールエテンのフォトクロミック反応が単一金ナノ粒子の局在プラズモン共鳴によって加速されることを実験的に明らかにし、ナノ粒子サイズや形状および粒子の会合によってその効果が大きく変化すること単一粒子分光によって明らかにした。また反応族度の増大が他のフォトクロミック分子についても観測されること、およびナノ粒子以外の金ナノ構造においても類似の現象が起きることを明らかにした。これらの成果は領域内の他の研究グループとの積極的な共同研究に負うところが大きい。さらにこうした知見は、本特定領域全体の目的である金属ナノ構造を反応場とする新しい光化学の開拓において、光反応に対する局在プラズモン共鳴の効果の機構を議論する上で重要なものである。

研究成果

• [雑誌論文] Absorption and scattering of n ear-infrared light by dispersed lanthanum hexaboride nanoparticles for solar control filters (2010)
  • 著者名/発表者名: Kenji Adachi, Mitsunobu Miratsu, Tsuvoshi Asahi
  • 雑誌名: J.Mater.Res. (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photochemical reaction of p-hydroxycinnamic-thiophenyl ester in the microcrystalline state (2010)
  • 著者名/発表者名: Anwar Usman, Tsuyoshi Asahi, Teruki Sugiyama, Hiroshi Masuhara, Norimitsu Tohnai, Mikiji Miyatad
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 114(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-controllable surface plasmon resonance absorption of gold nanoparticles covered with photochromic diarylethene polymers (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroyasu Nishi, Tsuyoshi Asahi, Seiya Kobatake
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 113 ページ: 17359-17366
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectral and 3-dimensional tracking of single gold nanoparticles in living cells studied by rayleigh light scattering microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Guillaume Louit, Tsuyoshi Asahi, Go Tanaka, Takayuki Uwada, Hiroshi Masuhara
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 113 ページ: 11766-11772
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative investigation of ultrafast photoinduced processes in salicylidene- aminopyridine in solution and solid State (2009)
  • 著者名/発表者名: Michel Sliwa, Nicolas Mouton, Cyril Ruckebusch, Stephane Aloise, Olivier Poizat, Guy Buntinx, Remi Metivier, Keitaro Nakatani, Hiroshi Masuhara, Tsuyoshi Asahi
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 113 ページ: 1959-11968
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size dependent optical properties of dendronized pelylenediimide nanoparticle prepared by laser ablation in water (2009)
  • 著者名/発表者名: Ryohei Yasukuni, Michel Sliwa, Johan Hofkens, Frans C.De Schryver, Andreas Herrmann, Klaus Mullen, Tsuyoshi Asahi
  • 雑誌名: Jan.J.Appl.Phys. 48 ページ: 065002-1-0650026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of Excimer Fluorescence from Thin Dye Film by Single Gold Nanoparticles (2009)
  • 著者名/発表者名: Guillaume Laurent, Tsuyoshi Asahi
  • 雑誌名: Chem.Lett 38 ページ: 332-333
  • 査読あり
• [学会発表] 有機ナノ結晶の光学特性におけるサイズ効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 有機ナノ結晶の光学特性におけるサイズ効果
  • 学会等名: 日本化学会第90春季大会
  • 発表場所: 近畿大学、東大阪市、大阪府
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] ジアリールエテンポリマー薄膜中の単一金ナノ粒子分光 (2010)
  • 著者名/発表者名: 朝日剛、佐武主康、小畠誠也、西弘泰
  • 学会等名: 日本化学会第90春季大会
  • 発表場所: 近畿大学、東大阪市、大阪府
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 液中レーザーアブレーションによる有機ナノ粒子コロイドの作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 朝日剛
  • 学会等名: 日本化学会第90春季大会
  • 発表場所: 近畿大学、東大阪市、大阪府
  • 年月日: 2010-03-26
• [学会発表] 金属ナノ構造と分子の光物理化学過程 (2010)
  • 著者名/発表者名: 朝日剛
  • 学会等名: 第57回 応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学,平塚市、神奈川県
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] 単一銀ナノチューブによるエキシマー蛍光増強効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安國良平, 岡崎健一, 大木信, 鳥本司, 朝日剛
  • 学会等名: 第57回 応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学,平塚市、神奈川県
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] 局在プラズモン共鳴を利用した新規光反応の開拓に向けて (2010)
  • 著者名/発表者名: 朝日剛
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第30回年次大会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター、豊中市、大阪府
  • 年月日: 2010-02-04
• [学会発表] Laser-induced spectral change of plasmon resonance band of single gold nanoparticles studied by confocal light scattering microspectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Asahi, Go Tanaka
  • 学会等名: The 6th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience
  • 発表場所: Sejong, Korea
  • 年月日: 2009-10-31
• [学会発表] 金ナノ粒子/ジアリールエテンポリマー複合薄膜のフォトクロミック反応:単一ナノ粒子分光 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐武主康、朝日剛、西弘泰、小畠誠也
  • 学会等名: 第3回分子科学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キヤンパス、名古屋市、愛知県
  • 年月日: 2009-09-23
• [学会発表] 金ナノ粒子/ジアリールエテン複合薄膜の単一ナノ粒子分光 (2009)
  • 著者名/発表者名: 朝日剛、佐竹主康、西弘泰、小畠誠也
  • 学会等名: 2009年光化学討論会
  • 発表場所: 市民文化会館、桐生市、群馬県
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] 金ナノ粒子近傍におけるジアリールエテンの光反応増強効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西弘泰、朝日剛、小畠誠也
  • 学会等名: 2009年光化学討論会
  • 発表場所: 市民文化会館、桐生市、群馬県
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] ペリレンジイミドナノ粒子における励起エネルギー移動ダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 安國良平、スリヴァミシェル、ホフケンスヨハン、デシュライバーフラン・ミューレンクラウス・、朝日剛
  • 学会等名: 2009年光化学討論会
  • 発表場所: 市民文化会館、桐生市、群馬県
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] 金ナノ粒子の局在共鳴プラズモン共鳴によるDNAのラベルフリー検出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 竹田昂司、HaMinh Higp、斉藤i真人、朝日剛、民谷栄一
  • 学会等名: 第24回生体機能関連化学シンポジウム,第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学医系キャンパス、福岡市、福岡県
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] Photochromic reaction of diarylethene near gold nanoparticles studied by light scattering microspectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Asahi, Kazuyasu Satake, Hiroyasu Nishi, Seiya Kobatake
  • 学会等名: The XXIV International Conference on Photochemistry
  • 発表場所: Toledo, Spain
  • 年月日: 2009-07-20
• [学会発表] Single particle spectroscopy of modified fluorescncefrom dey thin film by gold nanoparticle (2009)
  • 著者名/発表者名: Guillaume Laurent, Ryohei Yasukun, Tsuyoshi Asahi
  • 学会等名: The XXIV International Conference on Photochemistry
  • 発表場所: Toledo, Spain
  • 年月日: 2009-07-20
• [学会発表] Control of local plasmon resonance of gold nanoparticles by photochromic reaction of diarylethenes (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroyasu Nishi, Tsuyoshi Asahi, Seiya Kobatake
  • 学会等名: The XXIV International Conference on Photochemistry
  • 発表場所: Toledo, Spain
  • 年月日: 2009-07-20
• [学会発表] Enhancement of photochromic reaction by local surface plasmon resonance of metallic nanoparticle (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Asahi, Kunihiro Shibata, Kazuyasu Satake, Seiya Kobatake, Hiroyasu Nishi
  • 学会等名: International Symposium on Advances in Nanostructure-Enhanced Photochemical Reactions and Photoenergy Conversion
  • 発表場所: Leuven、Bergium
  • 年月日: 2009-07-17