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本研究では、単分散ナノポーラス球表面に金ナノ構造を作製することで、局シプラズモン共鳴により光を細孔の開口部分に集中させて、ナノポーラス細孔内に吸着した分子を効率良く反応させることが出来る反応場の構築を目的とした。研究計画に従い、多フッ素化アルキルアゾベンゼン誘導体を細孔内に吸着させ、単粒子状にガラス基板に製膜した後、イオンスパッタリングにより球表面に金ナノ構造を作製したアゾベンゼンが吸収を持たない波長532nmのCWレーザー光を照射すると、金ナノ構造があるときのみアゾベンゼンが光反応することが明らかになった。これはナノポーラス球上の金ナノ構造に基づく局在プラズモン共鳴により光が集中し、効率良く分子と相互作用することで二光子反応していること示唆している。また、ナノポーラス内に高密度に吸着させることで、局在プラズモンと分子が相互作用するだけでなく、その反応がナノポーラス内へ伝搬し、協同的に反応することを見出した。ナノポーラス構造により光と分子が強結合することにより誘起された結果であると考えられる。
本研究成果は、特定領域研究「光-分子強結合反応場」の目指す局在プラズモンによる多光子反応を実現した一例であり、ナノポーラス構造のような反応場が光と分子を強結合させるために極めて重要であり、ナノ構造を制御することにより新奇な反応が可能であることを意味している。これまでの光化学反応の研究目指してきた高効率、高選択的な光反応を実現する新しい光化学反応場として大いに期待出来き、光科学技術を支える基盤的研究としても大変意義がある。
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