局所光電場による単一分子制御
局域光电场单分子控制
基本信息
- 批准号:18655049
- 负责人:
- 金额:$ 2.37万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Exploratory Research
- 财政年份:2006
- 资助国家:日本
- 起止时间:2006 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
金属微小構造体より構築される極微小空間に形成される局所光電場を利用した表面増強ラマン散乱(SERS)による単一分子の直接的観測ならびに金属表面における動的な拡散挙動を検討した。自己組織的に配列させたポリスチレンビーズをテンプレートとしてガラス基板上へ金属を傾斜蒸着することで、二つの金属微小構造体を近接して配置させたダイマー構造を構築した。その際のギャップ間隔はナノメートルオーダーにて制御可能であった。このギャップ近傍へ2,2 '-bipyridine(22bpy)及び4,4 '-bipyridine(44bpy)分子を吸着させた後、顕微ラマン分光装置にてラマン散乱スペクトルの経時観察を行なったところ、100μMの混合水溶液中ではどちらか1成分のスペクトルのみが観測されることがあった。この濃度領域では44bpy分子がほぼ飽和吸着していることが報告されており、その様な状況下22bpy1成分のみが観測されたことから、hot siteのサイズは電磁気学的に予想されているギャップ間隙よりもはるかに小さく、分子に匹敵するサイズであることが明らかとなった。さらに非飽和吸着の濃度領域である1μMの混合水溶液中では、両者のスペクトルが瞬間的に入れ替わる挙動が観察された。表面被覆率を制御した実験によって、本現象は2個以上複数の分子が同時に入れ替わったとは考えられず、単一分子からのシグナルを検知していたものと結論付けられた。これまで、固体基板上に設計された金属微小構造体から単一分子由来のシグナルを観察した直接的証拠を示した研究例はなく、以上の結果は電磁気学的理論で予測されている局所電場によるラマン増強効果に加えて原子サイズの化学的増強サイトが存在することを示したものである。本現象を利用することで、単一分子レベルでの感度を有する高感度分子検出システムの構築が可能となった。
Metal micro-structures are constructed by the formation of local optical fields, surface enhancement and scattering (SERS), direct detection of single molecules, and dynamic scattering and scattering on metal surfaces. The structure of the metal structure on the substrate is closely arranged. It is possible to control the flow of air in the air. After adsorption of 22'-bipyridine(22bpy) and 44'-bipyridine(44bpy) molecules, the micro-spectral device was used to detect the time of separation of 1,2'-bipyridine (22bpy) and 44'-bipyridine(44bpy) in 100μM mixed aqueous solution. In this concentration domain, 44bpy molecules are saturated and adsorbed. In this case, 22bpy1 components are detected. In this case, hot site is used to detect electromagnetic phenomena. In the unsaturated adsorption concentration range of 1μM in mixed aqueous solution, the reaction time is very short. The surface coverage is controlled by two or more molecules simultaneously. The results of this study demonstrate the direct investigation of the molecular origin of metallic microstructures on solid substrates. The electromagnetic theory predicts the existence of atomic and chemical enhancement. This phenomenon can be used to construct high sensitivity molecular models.
项目成果
期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Control of near-infrared optical response of metal nano-structured film on glass substrate for intense Raman scattering
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- DOI:
- 发表时间:2006
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Y.Sawai;H.Nabika;M.Kiguchi;Y.Sawai
- 通讯作者:Y.Sawai
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- DOI:
- 发表时间:2006
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Y.Sawai;H.Nabika
- 通讯作者:H.Nabika
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- DOI:10.1143/jjap.45.6039
- 发表时间:2006-07
- 期刊:
- 影响因子:1.5
- 作者:B. Takimoto;H. Nabika;K. Murakoshi
- 通讯作者:B. Takimoto;H. Nabika;K. Murakoshi
プラズモンナノ材料の設計と応用展開
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- DOI:
- 发表时间:2006
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Y.Sawai;H.Nabika;M.Kiguchi;Y.Sawai;B.Takimoto;M.Kiguchi;B.Takimoto;M.Kiguchi;B.Takimoto;H.Nabika;K.Murakoshi;J.Li;Y.Sawai;沢井 良尚
- 通讯作者:沢井 良尚
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- DOI:10.1021/ja067034c
- 发表时间:2007-02-14
- 期刊:
- 影响因子:15
- 作者:Sawai, Yoshitaka;Takimoto, Baku;Murakoshi, Kei
- 通讯作者:Murakoshi, Kei
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