2013 Fiscal Year Annual Research Report
高機能拡張ナノ化学システムのための近接場光化学プロセスの確立
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25706011
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Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
馬渡 和真 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60415974)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 近接場 / 拡張ナノ / ナノフルイディクス |
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| Research Abstract |
マイクロ空間よりも３桁小さい空間である拡張ナノ空間（10-100nm）の研究ツールを申請者らははじめて創成して、特異な溶液物性を明らかにしてきた。また、単一細胞よりも桁で小さいナノ空間に分析機能を集積化する研究にも取り組んでおり、iPSや癌細胞などを単一でしかも生きたまま分析できる極限分析デバイスの創成が期待されている。そのためには、拡張ナノスケールに適した新たな光プロセス（化学反応・修飾・検出法）が必要である。しかし、拡張ナノ空間は光の回折限界よりも小さく、従来の光プロセスは適用困難であった。そこで、本研究ではフォトニクスの分野で知られており化学にはあまり適用されてこなかった近接場光を拡張ナノ空間化学に取り込む新しい方法論を創成して、拡張ナノ化学・バイオに必要な光化学プロセスを世界に先駆けて実現することを目的とした。
初年度である本年度は近接場効果を誘起するための加工法および原理実証に注力した。ガラスのトップダウンナノ加工により形・サイズ（100nmスケール）の制御されたナノピラー構造体を作製して、ボトムアップ加工により機能材料として光触媒であるTiO2を塗布することで、サイズ及び形の制御されたTiO2ナノ構造体を作製した。このナノ構造体に近接場光を発生させることで、通常紫外光（<380nm）しか吸収しないTiO2を可視光で励起して、ナノピラー部分のみTiO2触媒機能が発現することを確認した。またこの効果が名のピラーによる表面積向上以上の効果があること、TiO2の欠陥準位による吸収ではないことを確認して、原理を実証した。
以上により、初年度の計画を達成した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度の計画とした、下記２項目を十分に達成した。
（１）近接場光効果を誘起するための加工法の確立（基盤技術）
（２）作製した構造により近接場光効果を誘起できることの実証（原理実証）
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は構造の最適化により、近接場光効果の向上を目指す。また、TiO2の光触媒効果を利用した応用（計測）などへ展開する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
近接場分光に使用するナノピラーサイズの条件について、100nm未満の条件がよいことが実験から判明したが、加工条件の検討に時間がかかるため、この加工費用については次年度に持ち越し、最適な条件を探索することとした。
条件検討用マイクロ・ナノ加工費一式：約60万円（レジスト、ガラス基板、クロムスパッタリングなど）
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