| 研究課題/領域番号 |
19K05521
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
西山 嘉男 金沢大学, 物質化学系, 助教 (40617487)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | ナノキラル / プラズモン / 円二色性 / 非線形 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、金属ナノ粒子のプラズモン共鳴が発生させる、ナノキラル光電場を解析するとともに、キラル分子の分析応用への展開を目的としている。
高いナノキラル光電場を発生させるための基盤となる、キラル金ナノ粒子を既報のseed-growth法に基づき合成し、100ミリ度を超える円二色性（CD）応答を示す金ナノ粒子を左右両方の掌性で得ることができた。また、3次の非線形光学測定にも適用し、高い非線形光学応答を示すことができた。
また、キラル検出の基礎となる、新方式の円二色性測定の開発を進め、複屈折結晶を用いた自己ヘテロダイン方式で楕円率を検出することによって、可視領域(400-900 nm)でのCD測定および旋光度測定（精度数ミリ度）を時間１秒で実現することに成功した。この研究成果は国内学会および学術論文で公表した。さらに、複屈折結晶の厚さを変えることで波長領域や測定のスペクトル分解能を制御できることも明らかにし、より波長の短い紫外領域での測定も可能となっている。さらに、左右円偏光の透過強度差からCDを検出する従来の測定方式とは異なり、位相からCDを検出する新方式ではナノ構造による散乱の寄与を除去できることが明らかとなった。
特に、高いCD応答を示す上記のキラル金ナノ粒子（サイズ100 nmスケール）の場合、顕著となる散乱の寄与が問題となっており、今後、両方式での測定を行い比較することで、新方式がCD吸収を検出できる有用性を実証できると期待される。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
ナノキラル電場の解析の基礎となる近接場測定に関しては、フィードバック制御、振動の除去等の問題があり、当初より進展しておらず、より一層進める必要がある。また、代替案であった共同利用機関の施設の利用もコロナウイルスの関係上進めることができない状態である。一方で、円二色性測定に関しては新方式を実現したことで、高感度なキラル測定を進める上で重要な進展が見られた。さらに、ナノ粒子のキラリティ計測において従来方式では問題となっていた吸収と散乱の寄与を新方式では原理上識別できることが明らかになった。この予期しなかった進展は、次年度以降キラルな金ナノ粒子を試料で実証することで、今後ナノキラル物質の新たな計測として大きな影響を与える可能性がある。総合すると、極微キラル分析を実現するという研究目標に対する計画はやや遅れている状況である。
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| 今後の研究の推進方策 |
近接場測定の構築に取り組むとともに、スーパーコンティニューム光を用いたキラル非線形光学測定に取り組む。具体的には、キラルな純溶媒試料を対象として、自己ヘテロダイン方式でのキラル和周波、キラルCARS測定を実施し、測定精度の向上を図る。さらに、合成したキラル金ナノ粒子を導入することで、キラル測定の感度の向上を検証する。また、開発した新方式のCD測定をキラル金ナノ粒子に適用し、従来方式との比較により円二色性吸収のみを検出できる特性の実証に取り組む。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
入する試薬類、光学機器類の価格に予定との差額が生じたため。差額分は次年度に行うキラル試薬の購入に充てる予定である。
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