研究課題
前年度までにおいて、二次元電気化学フォトニック結晶の作製に成功した。しかし本申請で最終的に検討したかった化学反応へ結びつけるためには、「三次元の」電気化学フォトニック結晶作製が必要である。具体的には、光電気化学能を持つ酸化チタンの、電子ビームリソグラフィー技術を確立することはできたが、この３次元にリソグラフィーを行うためには、本学で有する装置よりも深く、精細に加工可能な装置が必要であり、その装置の購入には数億円単位を必要とした。そこでナノテクプラットフォームなど、微細加工技術を我が国全体で共有するシステムの利用を検討したものの、リソグラフィーを施すチャンバーで酸化チタンを削り、Si以外の物質で汚すことは好ましくなく、装置をお借りすることは断念した。３次元に作製する手法として、リソグラフィー技術のみではなく、トップダウン・ボトムアップを融合させた手法も検討した。残念なことに完全に３次元の構造体を作製することはできなかったが、その過程で、メタルナノカップ(直径200 nm)の規則構造体を作製することに成功した。この構造は局所的に、カップの開口部の「中」、すなわちカップを満たす液体や気体部分に電場を集中できることが、計算により明らかとなった。すなわち、液体や気体部分に熱・電場を集中させ、光電気化学反応を促進できる可能性があることが明らかとなったのである。そこで本最終年度は、このメタルナノカップの作製、電場分布計算、光圧計算、光照射時の顕微鏡・分光観察などを行い、実際にメタルナノカップが高効率な光→熱変換を行えることを発見し、日本化学会・応用物理学会などでその成果を報告した。
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すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)
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