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2014 年度 実績報告書

金属ナノ粒子の三次元加工技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25600002
研究機関東京大学

研究代表者

立間 徹  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (90242247)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードナノ加工 / 局在表面プラズモン共鳴 / プラズモン誘起電荷分離 / 金属ナノ粒子 / スペクトル制御
研究実績の概要

平成25年度に見出した、酸化チタン薄膜上にキューブ状銀ナノ粒子を載せた際に、異方的な光散乱を示すという新しい現象について、まずは機構の解明を行った。薄膜の屈折率が高いために起こる入射光と反射光の干渉、薄膜干渉の効果、散乱光が高屈折率媒体へと優先的に進行する効果とが合わさって起こる現象であることがわかった。このことを踏まえ、適切な波長の光を用い、高屈折率媒体上での入射光と反射光の干渉を利用することで、薄膜から一定の距離における共鳴を選択的に起こせることが明らかとなった。これを利用すれば、光によるナノ粒子の3次元ナノ加工について、チップによる共鳴は必ずしも不可欠ではないということになる。
ナノキューブについて、酸化チタン薄膜との接触部位において選択的に共鳴させ(proximal mode)、プラズモン誘起電荷分離による酸化溶解によって、キューブの底部を細くすることが可能であった。また、ナノキューブ上面において選択的に共鳴させることにより(distal mode)、キューブ上面を丸くすることができた。
同様に、酸化チタン上でいわゆる光触媒反応によって析出させた銀ナノ粒子も適用することが可能である。酸化チタン上に担持した金ナノ粒子についても、適切な配位子を用いることで、プラズモン誘起電荷分離によるナノ粒子の部分的酸化溶解が起きたことがスペクトルから確認できているが、形状変化についてはまだ確認できていない。加えて、酸化チタン上の合金についてもプラズモン誘起電荷分離による部分的酸化溶解が起こることが示唆されている。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Wavelength- and Efficiency-Tunable Plasmon-Induced Charge Separation by the Use of Au-Ag Alloy Nanoparticles2015

    • 著者名/発表者名
      H. Nishi, T. Torimoto, and T. Tatsuma
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 17 ページ: 4042-4046

    • DOI

      10.1039/C4CP04673K

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Direct Output of Electrical Signals from LSPR Sensors on the Basis of Plasmon-Induced Charge Separation2015

    • 著者名/発表者名
      T. Tatsuma, Y. Katagi, S. Watanabe, K. Akiyoshi, T. Kawawaki, H. Nishi, and E. Kazuma
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 51 ページ: 6100-6103

    • DOI

      10.1039/C5CC01020A

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Asymmetric Three-Way Plasmonic Color Routers2015

    • 著者名/発表者名
      K. Saito and T. Tats
    • 雑誌名

      Adv. Opt. Mater.

      巻: 未確定 ページ: 未確定

    • DOI

      10.1002/adom.201500111

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photoinduced Multiple Spectral Changes of Single Plasmonic Au Nanospheres by the Aid of Coordination2014

    • 著者名/発表者名
      I. Tanabe and T. Tatsuma
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 43 ページ: 931-933

    • DOI

      10.1246/cl.140153

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photoelectrochemical Synthesis, Optical properties and Plasmon-Induced Charge Separation Behaviour of Gold Nanodumbbells on TiO22014

    • 著者名/発表者名
      Y. Katagi, E. Kazuma, and T. Tatsuma
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 6 ページ: 14543-14548

    • DOI

      10.1039/C4NR05282J

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] プラズモン誘起電荷分離 ―ナノ粒子で実現するさまざまな光機能2014

    • 著者名/発表者名
      立間 徹, 西 弘泰
    • 雑誌名

      化学と工業

      巻: 67 ページ: 864-866

    • 査読あり
  • [学会発表] 酸化チタン薄膜上に析出した銀ナノ粒子の非対称な散乱および反射特性2015

    • 著者名/発表者名
      奥村有紗・斎藤滉一郎・立間徹
    • 学会等名
      日本化学会第95春季大会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2015-03-26
  • [学会発表] 銀ナノキューブ担持酸化チタンの非対称な光学挙動およびその制御2015

    • 著者名/発表者名
      齋藤 滉一郎, 田邉 一郎, 立間 徹
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      2015-03-13
  • [学会発表] Photofunctional Materials Based on Metal Nanoparticles2014

    • 著者名/発表者名
      Tetsu Tatsuma
    • 学会等名
      1st International Symposium on Interactive Material Science
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2014-11-17
    • 招待講演
  • [学会発表] 銀ナノキューブの形状とプラズモン共鳴散乱光の制御2014

    • 著者名/発表者名
      齋藤 滉一郎、田邉 一郎、立間 徹
    • 学会等名
      第4回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-15
  • [学会発表] 銀ナノキューブのプラズモン共鳴散乱光の制御2014

    • 著者名/発表者名
      齋藤 滉一郎、立間 徹
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-09-17
  • [学会発表] プラズモン誘起電荷分離の機構と応用2014

    • 著者名/発表者名
      立間 徹
    • 学会等名
      光化学若手の会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2014-06-13
    • 招待講演
  • [図書] Encyclopedia of Applied Electrochemistry "Photochromism and Imaging"2014

    • 著者名/発表者名
      T. Tatsuma
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      Springer
  • [図書] ウェットプロセスによる精密薄膜コーティング技術 第3章1節[2] "多色フォトクロミズムに向けた銀ナノ粒子材料"2014

    • 著者名/発表者名
      立間 徹
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      技術情報協会
  • [図書] Soft Actuators 18 "Photoredox Reaction"2014

    • 著者名/発表者名
      T. Tatsuma
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      Springer
  • [備考] 立間研究室 ホームページ

    • URL

      http://www.iis.u-tokyo.ac.jp/~tatsuma/

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公開日: 2016-06-01  

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