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本研究では自己組織化単分子膜の手法を用いて金電極表面にポルフィリン誘導体を修飾し、これを表面プラズモン励起して得られる蛍光および光電気化学特性から励起機構と効率を評価し、表面プラズモンの電場と分子の相互作用を定量的に解明することを目的として研究を展開した。その結果、光電気化学領域において期待される新技術である修飾金電極の表面プラズモン励起に関する基本的な技術を確立することができた。とくに、太陽電池などへの応用では励起エネルギーが低いためにこれまであまり省みられなかった近赤外領域において、表面プラズモン励起の最大の特長である電場増強効果により励起効率が著しく向上することを実証した。これは、孤立したポルフィリン分子が本来吸収を持たない近赤外領域において、単分子膜中の隣接分子間の電子的相互作用により形成される準位に基づく極めて微弱な吸収が表面プラズモンの増強電場を用いることにより効率よく励起されることによる。このような微弱な吸収の励起は従来行われていた表面の直接光励起では到底不可能であり、表面プラズモン励起で初めて可能になった最大の特長である。さらに、理論研究によりその可能性を示唆されていた金表面を微細加工することにより表面プラズモンの電場を集中局在化させる手法について、ラテックス粒子を用いるプロジェクション法により光波長サイズの孔を金表面に形成し、その底面を蛍光修飾した試料を用いて実際に表面プラズモン電場の局在化を実証し、免疫分析などへの応用の可能性を明らかにすることができた。以上のように、表面プラズモン励起の応用のための興味深い知見が多々得られた。
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