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2018 年度 実績報告書

プラズモニックチップによるジアリールエテン結晶化制御

公募研究

研究領域高次複合光応答分子システムの開拓と学理の構築
研究課題/領域番号 17H05273
研究機関関西学院大学

研究代表者

田和 圭子  関西学院大学, 理工学部, 教授 (80344109)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワードジアリールエテン / 光異性化 / 結晶成長 / プラズモン共鳴 / アルミニウムプラズモニックチップ / 顕微鏡
研究実績の概要

プラズモニックチップに照射された光は、格子結合型表面プラズモン共鳴 (GC-SPR) により基板表面の電場を増強させる。本研究では、プラズモニックチップに調製した膜厚3 icro mのジアリールエテン(DAE)薄膜の開環体1o -> 閉環体1cへの光異性化と結晶化の過程をin situで顕微鏡観察した。これまでに、in situ観察システムの構築、UV光増強電場を作るアルミニウム(Al)プラズモニックチップの調製、Alプラズモニックチップ上での選択的なDAEの光異性化促進と結晶成長を示すことができた。裏面からの光照射では針状結晶化はDAE薄膜のエッジ部分でのみ見られること、結晶化には1cへの異性化率が60%以上必要で周りに1oの足場の存在が必要であることがわかった。
偏光UV光を照射しプラズモン場が結晶化に与える影響を調べた。用いたプラズモニックチップはピッチ300 nmの一次元周期構造で、このチップ上に調製されたDAE薄膜にUV光を裏面から照射した。照射光路に挿入した偏光子は、格子ベクトルkgと垂直な方向と平行な方向に偏光軸をもつようにセットされた。これらの偏光軸は入射光の波数ベクトルkph // kgの入射面においてそれぞれs偏光とp偏光に相当し、sはプラズモンと結合せず、pのみプラズモンとの結合系である。結果、sでは見られなかった結晶の成長がpでは見られた。1cへの異性化による可視域の吸光度の増大は、pで大きく見られ、プラズモン場が生成する条件では異性化が促進され、針状結晶化につながったと考えられる。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Near-Field Microscopic Visualization of Fluorescence Enhanced Region on Two-Dimensional Periodical Gold Nanohole Arrays2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Imaeda, Wataru Minoshima, Keiko Tawa, Kohei Imura
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 123 ページ: in press

    • DOI

      DOI: 10.1021/acs.jpcc.8b12495

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Situ Optical and Spectroscopic Imaging of Photochromic Cyclization and Crystallization of a Diarylethene Film with Optical Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Keiko Tawa, Taiga Kadoyama, Ryo Nishimura, Mana Toma, Kingo Uchida
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiolo. A:Chemistry

      巻: 356 ページ: 397-402

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2018.01.022

    • 査読あり
  • [雑誌論文] on the Mechanism of Diarylethene Crystal Growth by In Situ Microscopy and the Crystal Growth Controlled by an Aluminum Plasmonic Chip2018

    • 著者名/発表者名
      Taiga Kadoyama, Ryo Nishimura, Mana Toma, Kingo Uchida, Keiko Tawa
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 ページ: 4217-4223

    • DOI

      DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b00200

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoluminescence characterization of ZnS-AgInS2 (ZAIS) nanoparticles adsorbed on plasmonic chip studied with fluorescence microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Minoshima, Ryuya Ito, Takayuki Takiyama, Tatsuya Kameyama, Tsukasa Torimoto, Keiko Tawa
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiolo. A:Chemistry

      巻: 367 ページ: 347-354

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2018.08.032

    • 査読あり
  • [学会発表] Fluorescence characteristics of ZnS-AgInS2 (ZAIS) nanoparticles on the bull`s eye plamonic chip2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Minoshima, Eri Nakamura, Takayuki Takiyama, Tatsuya Kameyama, Tsukasa Torimoto, Keiko Tawa
    • 学会等名
      3rd Workshop on Photo-active materials with Cooperative and Synergetic Responses, Nnosynergetics, International Associated Laboratory (LIA) between France and Japan
    • 国際学会
  • [学会発表] 3.Crystallization control of the photoresponsible diarylethene film with a plasmonic chip2018

    • 著者名/発表者名
      K. Tawa, T. Kadoyama, M. Toma, R. Nishimura, K. Uchida
    • 学会等名
      3rd Workshop on Photo-active materials with Cooperative and Synergetic Responses, Nnosynergetics, International Associated Laboratory (LIA) between France and Japan
    • 国際学会
  • [学会発表] プラズモニックチイムノセンサーと細胞イメージングへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      田和圭子
    • 学会等名
      産総研所ナノ プロセ シング 施設 光・ナノ計測実践セミナーIII
    • 招待講演
  • [学会発表] Two-photon fluorescence microscopy of labeled nanoparticles with the silver plasmonic chip2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Omura, Mana Toma, Keiko Tawa
    • 学会等名
      EXCON2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Metal nanodome arrays for colorimetric plasmonic biosensor2018

    • 著者名/発表者名
      M. Toma, K. Tawa
    • 学会等名
      EXCON2018
    • 国際学会
  • [学会発表] プラズモニックチップ上におけるCd フリーZnSAg-InS2 (ZAIS)ナノ粒子の蛍光特性2018

    • 著者名/発表者名
      箕嶋 渉・瀧山 貴之・亀山 達矢・鳥本 司・田和圭子
    • 学会等名
      光化学討論会
  • [学会発表] プラズモニックチップを利用した蛍光標識ナノ粒子の2光子蛍光検出2018

    • 著者名/発表者名
      大村祐貴, 當麻 真奈, 田和 圭子
    • 学会等名
      光化学討論会
  • [学会発表] プラズモニックチップを用いた増強蛍光バイオイメージング2018

    • 著者名/発表者名
      田和圭子
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] プラズモニック呈色膜の比色型イムノアッセイへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      當麻真奈、田和圭子
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] Sensitive Bio-Detection with the Bull’s Eye-Plasmonic Chip2018

    • 著者名/発表者名
      Keiko Tawa
    • 学会等名
      12th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Photochromic Crystallization in the Diarylethene Film on the Plasmonic Chip Under the Polarized UV Light2018

    • 著者名/発表者名
      Eri Nakamura, Ryo Nishimura,Kingo Uchida, Taiga Kadoyama, Keiko Tawa
    • 学会等名
      APC2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-photon emission detection of quantum dots with the plasmonic chip2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Omura, Yuki Matsubayashi, Chie Hosokawa, Mana Toma, Keiko Tawa
    • 学会等名
      APC2018
    • 国際学会
  • [学会発表] プラズモニックバイオセンサにおける金属ナノドームアレイ構造のサイズ効果2018

    • 著者名/発表者名
      當麻真奈,田中諒,田和圭子
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] プラズモニックセンサーチップによるカンジダマンナンの迅速・高感度検出2018

    • 著者名/発表者名
      志水星歌,栗田浩,當麻真奈,田和 圭子
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] プラズモニックチップにおけるプラズモンモードの顕微分光解析2018

    • 著者名/発表者名
      千田 雛子,當麻 真奈,田和 圭子
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
  • [図書] CSJ current Review 32 プラズモンと光圧が導くナノ物質科学2019

    • 著者名/発表者名
      日本化学会編  田和圭子、細川千絵
    • 総ページ数
      216
    • 出版者
      化学同人
    • ISBN
      9784759813920
  • [備考] 関西学院大学理工学部 環境・応用化学科 田和研究室

    • URL

      http://www.kg-applchem.jp/tawa/

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公開日: 2019-12-27  

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