有機超薄膜におけるプラズモン増強光電変換

有机超薄膜中的等离激元增强光电转换

• 批准号: 20043001
• 负责人: 池田 勝佳
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20043001/
• 关键词: 光電変換; 自己組織化単分子膜; ギャップモードプラズモン

本研究では、有機超薄膜における高効率な光電変換の実現を目指し、局在プラズモンによるフォトンの効率利用のための新たな方法論を検討した。有機分子を用いた光電変換機能薄膜においては、光吸収色素部位と電子リレー部位などを適切に組み合わせた連結分子を用い、電極表面に自己組織化によって高配向な膜を構築することで、量子効率の非常に高い系を実現することが可能である。しかし、このような単分子膜では光の吸収が小さいため、光の利用効率を高める工夫が必要である。これまでにも表面プラズモンを利用する手法は検討されているが、これらはすべて電極表面に幾何学的なナノ構造を導入する手法をとっており、分子層の配向性が低下して量子効率が落ちてしまうという問題があった。本研究では、分子層の上に金属ナノ粒子を配置し、電極基板とナノ粒子間に働く電磁気相互作用により生じるギャップモードプラズモンを利用することで、分子層の配向性を維持したまま光の利用効率を飛躍的に上げることを狙った。まず、ギャップモードプラズモン励起構造が実際に分子層への金属ナノ粒子の吸着によって構築でき、光エネルギーの濃縮が起こることを確かめるために、金単結晶電極に構築したアリルイソシアニド分子層をモデル構造としてラマン散乱の増強効果が起きることを確かめた。この手法は、金属-分子界面の電子状態を調べる手法として現在検討中である。また、ポルフィリンーフェロセン系の連結分子を合成し、上記金属ナノ構造の導入による光電流の増大を実験的に確認することにも成功した。また、増強度の波長依存性が理論計算と一致することも確かめた。これにより、光機能性有機分子層における光の利用効率向上のために電極表面に簡単に構築できる金属ナノギャップ型構造の有効性を確認した。

In this study, we aim to explore new methodologies for the realization of high efficiency photoelectric conversion in organic ultra-thin films and the utilization of high efficiency photoelectric conversion in organic ultra-thin films. Organic molecules are used in photoelectric conversion. The structure of organic molecules is composed of organic molecules, organic molecules and organic molecules. The structure of organic molecules is composed of organic molecules and organic molecules. The absorption of light by a single molecular film is small, and the efficiency of light utilization is high. The surface geometry of the electrode surface is introduced into the surface geometry of the electrode. The molecular layer alignment is low. The quantum efficiency is low. In this study, the alignment of the molecular layer is maintained, and the efficiency of light utilization is improved due to the arrangement of metal particles on the molecular layer, the electromagnetic interaction between the particles on the electrode substrate, and the electromagnetic interaction. The structure of metal particles in the molecular layer is formed by adsorption of metal particles in the molecular layer. The structure of metal particles in the molecular layer is formed by condensation of metal particles in the molecular layer. The electronic state of the metal-molecule interface can be adjusted by means of this method. The synthesis of linked molecules in the metal structure and the increase in photocurrent were confirmed successfully. The wavelength dependence of the intensity is consistent with the theoretical calculation. The photofunctional organic molecular layer has been confirmed to be effective in improving the light utilization efficiency of the electrode surface and in simplifying the structure of the metal layer.

项目成果

フェムト秒可視ポンプ-赤外プローブ法によるルテニウムポルフィリン及びポルフィセン錯体の超高速光励起ダイナミクスの追跡

飞秒可见光泵浦-红外探针法追踪钌卟啉和卟啉配合物的超快光激发动力学

• 发表时间: 2008
• 作者: 梅山有和;今堀博(分担);藤本憲宏;阿部洋介
• 通讯作者: 阿部洋介

SERS不活性な白金上におけるギャップモード増強ラマン分光法

SERS 非活性铂上的间隙模式增强拉曼光谱

• 发表时间: 2009
• 作者: Katsuyoshi Ikeda;Katsuyoshi Ikeda;池田勝佳;鈴木脩斗;佐藤潤;池田勝佳;Katsuyoshi Ikeda;鈴木脩斗;佐藤潤
• 通讯作者: 佐藤潤

Au低指数面上における4-メチルベンゼンチオール分子層の電気化学-増強ラマン観察

Au低折射率表面4-甲基苯硫醇分子层的电化学增强拉曼观察

• 发表时间: 2008
• 作者: Katsuyoshi Ikeda;Katsuyoshi Ikeda;池田勝佳;鈴木脩斗;佐藤潤;池田勝佳;Katsuyoshi Ikeda;鈴木脩斗;佐藤潤;池田勝佳;Katsuyoshi Ikeda;魚崎浩平;藤本憲宏;藤本憲宏;鈴木脩斗
• 通讯作者: 鈴木脩斗

Ultrafast Dynamics of Ru-Porphycene Complex Studied by Femtoseco nd Visible Pump-Infrared Probe Spectroscopy

飞秒可见泵浦红外探针光谱研究钌-卟啉配合物的超快动力学

• 发表时间: 2008
• 作者: S. Hayashi;Y. Matsubara;S. Eu;H. Hayashi;T. Umeyama;Y. Matano;and H. Imahori;三ツ石方也;Tatsuya Nakajima;H. Imahori;Yosuke Abe
• 通讯作者: Yosuke Abe

有機単分子層の表面増強ラマン散乱における金属面方位依存性め検討

有机单层表面增强拉曼散射中金属平面取向依赖性的研究

• 发表时间: 2009
• 作者: Katsuyoshi Ikeda;Katsuyoshi Ikeda;池田勝佳;鈴木脩斗
• 通讯作者: 鈴木脩斗