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2020 年度 実績報告書

光力学応答に基づく単一分子・ナノ粒子吸収分光法の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 18K19057
研究機関大阪大学

研究代表者

伊都 将司  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (10372632)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
キーワード光トラッピング / ナノスケール高感度吸収分光 / ナノ光力学分光
研究実績の概要

本研究のねらいは,共鳴吸収により分子・ナノ粒子に作用する共鳴輻射力(吸収力)を高感度・高精度に測定することで,従来の光吸収量差検出に基づく吸収分光とは全く異なるアプローチで極微量サンプルの吸収分光を実現することにある。
初年度および2年度の研究により,数百ナノメートルから数マイクロメートルサイズの高分子微粒子に含まれる有機色素の基底状態吸収により発生する放射圧を精密に測定することに成功し,attoモル以下(数百から数千個オーダー)の分子による光吸収を検出可能であることを明らかにすると共に,溶媒中の量子ドットが吸収力及び散乱力により光軸方向に運動する様子を蛍光イメージから確認した。今年度は,非常に寿命の短い光励起状態分子による吸収(励起状態吸収)に起因する共鳴吸収力の検出にも取り組んだ。有機分子を内包した有機ナノ粒子に対して,高繰り返しの近赤外パルスレーザー光で単一微粒子を光捕捉し,可視のパルスレーザー光を微粒子に照射することで,微粒子に内包された分子の励起状態を生成した。このとき,内包分子の基底状態と励起状態の近赤外パルス光に対する吸収強度の差が微粒子に作用する光圧の変化となる。種々の有機分子系に対して,励起状態吸収に起因するナノスケールの機械運動を観測することに成功し,解析からナノ粒子中の分子の過渡種の吸収断面積を推定することに成功した。即ち,基底状態のみならず,励起状態吸収のナノスケール光力学分光に成功したと言える。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Real-Time Blinking Suppression of Perovskite Quantum Dots by Halide Vacancy Filling2021

    • 著者名/発表者名
      Lata Chouhan; Syoji Ito; Elizabeth Mariam Thomas; Yuta Takano; Sushant Ghimire; Hiroshi Miyasaka; Vasudevanpillai Biju*
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 15 ページ: 2831-2838

    • DOI

      10.1021/acsnano.0c08802

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optical micromanipulation using nonliner photo-responses2020

    • 著者名/発表者名
      Syoji Ito; Shinya Nakamura; Mizuki Hayasaka; Masafumi Koga; Kenji Setoura; Hikaru Sotome; Hiroshi Miyasaka
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 11522 ページ: 115220L

    • DOI

      10.1117/12.2573529

  • [雑誌論文] Nano-Photomechanical Motion of Small Particles Induced by Switching Photon Force through Photochemical Processes2020

    • 著者名/発表者名
      Syoji Ito; Kenji Setoura; Hiroshi Miyasaka
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 11477 ページ: 114770D

    • DOI

      10.1117/12.2569231

  • [学会発表] 過渡吸収による光圧を用いた光操作2021

    • 著者名/発表者名
      伊都将司; 早坂瑞輝; 井出直樹; 古賀雅史; 五月女光; 宮坂博
    • 学会等名
      2021年 第68回応用物理学会春期学術講演会
  • [学会発表] Nano-photomechanical motion of small particles induced by switching photon force through photochemical processes2020

    • 著者名/発表者名
      Syoji Ito
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics 2020, Molecular and Nano Machines III
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical micromanipulation using nonliner photo-responses2020

    • 著者名/発表者名
      Syoji Ito, Shinya Nakamura, Mizuki Hayasaka, Masafumi Koga, Kenji Setoura, Hikaru Sotome, Hiroshi Miyasaka
    • 学会等名
      The 7th Optical Manipulation and Structured Materials Conference (OMC2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛍光の異方的放出による有機微粒子のミクロ機械運動2020

    • 著者名/発表者名
      南野 貴行; 梶 貴博; 伊都 将司; 宮坂 博
    • 学会等名
      2018年光化学討論会2020年web光化学討論会

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公開日: 2021-12-27  

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