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2013 年度 実施状況報告書

二光子吸収発光・フォトクロミズム反応のための大面積近接場光源の実現

研究課題

研究課題/領域番号 24656040
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

三木 一司  独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (30354335)

研究分担者 磯崎 勝弘  京都大学, 化学研究所, 助教 (30455274)
キーワード近接場 / 光化学 / 流体デバイス / プラズモン
研究概要

昨年度確立した技術を用いて、2cm×2cmのITO基板上に、金ナノ粒子を配列化した、大面積近接場光源を用いて、二光子吸収によるフォトクロミック反応を実証した。反応には、<400nmで閉環反応が生じ、400-700nmで開環反応が生じるHFDE (1,2-Bis[2-methyl-benzo[b]thiophene-3-yl]-3,3,4,4,5,5-hexafluoro-1-cyclo-pentane) 色素を用いた。金ナノ粒子は、15, 38, 56, 74nmの粒径のものを調整し、局在表面プラズモンの共鳴波長が622, 665, 704, 905nmになり、この波長の半分が400-700nmの範囲に入っている粒径74nmの配列を用いて開環反応を試したところ強い反応が生じ、2次の入射光パワー依存性を示したことから二光子吸収が実現したと結論付けた。
昨年度試作が上手く行かなかった銀ナノ粒子に代わって、金を核粒子として、銀を殻層としたコアシェルナノ粒子を用いる方針に変更し、配列化することに成功した。今後は、このコアシェル粒子を積極的に用いて行く方針である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

昨年度は、銀ナノ粒子の酸化を防止できず、代替案として考えていた、ナノ粒子をコアシェルにすることでば問題は解決しました。目的としていた、二光子吸収によるフォトクロミック反応は金ナノ粒子で達成しましましたので、概ね順調に進展していると判断しました。

今後の研究の推進方策

基盤となる技術は既に確立していますので、今後は当初の研究計画通りに遂行していく方針です。

次年度の研究費の使用計画

銀ナノ粒子の酸化がアルカンチオール修飾によっても避けられない事が分かり、コーティング等で酸化を回避する手法を検討したが上手く行きませんでした。その為、研究目的はそのままで、研究計画を一部変更し、銀ナノ粒子作製からコアシェル粒子作製に切り替えたため、使用額に変更が生じました。
物品費 510 千円: 金ナノ粒子コロイド溶液 200千円、銀シェル構造作製用試薬 100千円、汎用溶媒・各種有機合成試薬 100千円、基板・プロセス試薬・ガス類 110千円

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Visible light-driven plasmonic photocatalyst2014

    • 著者名/発表者名
      Francesca Pincella, Katsuhiro Isozaki, and Kazushi Miki
    • 雑誌名

      Light: Science & Applications

      巻: 3 ページ: e133-1 - e133-6

    • DOI

      10.1038/lsa.2014.14

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 金ナノ粒子二次元配列を利用した可視光駆動型光触媒2014

    • 著者名/発表者名
      磯崎勝弘,三木一司
    • 雑誌名

      コロイド界面部会ニュースレター(C&I Commun.)

      巻: 39 ページ: 36-38

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plasmon-resonant optics on an indium-tin-oxide film exciting a two-photon photochromic reaction2013

    • 著者名/発表者名
      Takao Ochiai, Katsuhiro Isozaki, Francesca Pincella, Tomoya Taguchi, Koh-ichi Nittoh, and Kazushi Miki
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 6 ページ: 102001(4 pages)

    • DOI

      DOI: 10.7567/APEX.6.102001

    • 査読あり
  • [学会発表] Visible light-driven plasmonic photocatalyst

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Miki, Francesca Pincella, Katsuhiro Isozaki
    • 学会等名
      Symposium on Surface and Nano Science 2014 (SSNS’14)
    • 発表場所
      Furano, Hokkaido
  • [学会発表] Catalytic Enhancement Effect of Alkanethiol-Self-Assembled-Monolayer on Gold Nanoparticles

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Isozaki, Tomoya Taguchi and Kazushi Miki
    • 学会等名
      The Eighth International Symposium on Integrated Synthesis (ISIS-8)(
    • 発表場所
      Todaiji Temple Cultural Center, Nara
  • [学会発表] Visible light photocatalyst based on plasmon-enhanced two-photon absorption

    • 著者名/発表者名
      Francesca Pincella, Katsuhiro Isozaki, Kazushi Miki
    • 学会等名
      The Eighth Inthe 2nd JSAP-OSA Joint Symposia (The 74th JSAP Autumn Meeting 2013)
    • 発表場所
      Doshisha University, Kyoto
  • [学会発表] Dense 2D arrays of Au@Ag and Au@Ag@Au as efficient SERS substrates

    • 著者名/発表者名
      Yeji Song, Pincella Francesca, Katsuhiro Isozaki, Kazushi Miki
    • 学会等名
      the 2nd JSAP-OSA Joint Symposia (The 74th JSAP Autumn Meeting 2013)
    • 発表場所
      Doshisha University, Kyoto
  • [学会発表] Enhanced Catalysis of Self-Assembled-Monolayer-Capped Gold Nanoparticles

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Isozaki, Tomoya Taguchi and Kazushi Miki
    • 学会等名
      Challenges in Organic Materials & Supramolecular Chemistry (ISACS10) , the tenth conference in the International Symposia on Advancing the Chemical Sciences (ISACS) series
    • 発表場所
      Kyoto Univ., Kyoto
  • [学会発表] 金ナノ粒子2次元配列を用いる可視光駆動型光触媒

    • 著者名/発表者名
      磯崎 勝弘,Francesca Pincella,三木 一司
    • 学会等名
      錯体化学会第63回討論会
    • 発表場所
      琉球大学千原キャンパス,沖縄
  • [産業財産権] アンカー近接場光構造体及び結晶体-アンカー近接場光構造体2014

    • 発明者名
      三木一司、磯崎勝弘、ピンチェラ フランチェスカ
    • 権利者名
      物質・材料研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-039241
    • 出願年月日
      2014-02-28
  • [産業財産権] 表面増強ラマンスペクトル用基板2014

    • 発明者名
      三木一司、磯崎勝弘、ピンチェラ フランチェスカ、ソン イェジ
    • 権利者名
      物質・材料研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-039309
    • 出願年月日
      2014-02-28

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公開日: 2015-05-28  

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