金・銀ナノ構造の精密造形による表面プラズモンの局在化と高効率分子励起

通过金银纳米结构的精确建模实现表面等离子体激元的局域化和高效分子激发

• 批准号: 15033254
• 负责人: 山田 淳
• 金额: $ 2.94万
• 依托单位: Kyushu 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15033254/
• 关键词: 金ナノ粒子; 交互自己集合法; 表面プラズモン; 光電変換素子; 分子励起

金・銀ナノ粒子は表面プラズモンに基づく顕著な電場増強を示し、次世代光機能デバイスとしての応用が注目されている。本研究では、申請者らが開発した光固定方法、化学的組織化方法を駆使して、顕著な表面増強効果を発現するナノ構造体を創製した。さらに、表面分子の振動・電子励起を広波長域の表面プラズモンで誘発し、ラマン信号感度の飛躍的向上ならびに局在プラズモン共鳴を活用する光電変換変換効率の飛躍的向上を図った。具体的成果は以下の通りである。(1)塩析法による金ナノ粒子堆積電極を作製した。金ナノ粒子のサイズ、添加する塩の種類を変えて生成する堆積構造を電子顕微鏡で観察し、ナノ構造を評価した。その結果、金ナノ粒子の融合の程度がHCl>NaClO_4>NaOHの順であることが明らかとなった。電気化学的特性については、NaClO_4の添加で生成した堆積電極が最も良好な応答を示すことが分かった。(2)光電変換への応用作製した電極に色素を自己集合法で吸着させ、光照射による光電流を観測した。色素修飾電極の吸収スペクトル、蛍光スペクトル、光電流アクションスペクトルを測定し、プラズモン電場による光電変換の増強が起こっていることをいくつかの系で明らかにした。(3)塩析法による金ナノ粒子堆積構造と、液/液界面法により作製した単粒子膜フィルムについて、ローダミン6Gをキャストし、表面増強ラマン散乱(SPR)スペクトルを測定した。その結果SERSスペクトル強度が、粒子のサイズ、融合の程度、金ナノ粒子の形状に著しく依存することを明らかにした。粒子サイズが35nmと15nmで比較した場合、前者の方が1桁以上高感度であった。また、NaClO_4で堆積した場合で最も強い信号が認められた。

The surface of gold and silver particles is very sensitive to electric field enhancement, and the next generation of optical function is very sensitive to electric field. This study aims to develop new structures for the development of photofixation methods and chemical organization methods, and for the development of surface enhancement effects. In addition, the vibration and electron excitation of surface molecules in the wavelength domain of the surface of the surface of the induction, the signal sensitivity of the jump upward, the local resonance of the use of photoelectric conversion efficiency of the jump upward Specific achievements are as follows. (1)The method of metal particle deposition is used to fabricate the electrode. The types of particles added to the metal particles were changed, and the stacking structure was observed and evaluated by electron microscope. As a result, the fusion degree of gold particles is HCl>NaClO_4>NaOH. The electrochemical characteristics of the deposited electrode are the best in the presence of NaClO_4. (2)Photoelectric conversion is used to control the photocurrent of the electrode pigment by the method of adsorption and light irradiation Pigment modified electrode absorption spectrum, fluorescence spectrum, photocurrent spectrum measurement, electric field, photoelectric conversion enhancement, etc. (3)Analysis method: particle stacking structure, liquid/liquid interface method: preparation of particle film, surface enhancement, dispersion, SPR The results of SERS include: intensity, particle size, degree of fusion, particle shape, etc. When the particle size is 35nm and 15nm, the sensitivity is higher than 1 nm. The strongest signal is recognized when NaClO_4 is accumulated.

项目成果

S.Nitahara et al.: "Fabrication and photoelectrochemical properties of electron donor-acceptor assemblies via titanium oxide interlayers"Thin Sold Films. 438-439. 230-234 (2003)

S.Nitahara 等人：“通过氧化钛夹层的电子供体-受体组件的制造和光电化学特性”薄膜。

Surface-enhanced nonresonance Raman scattering from size- and morphology-controlled gold nanoparticle films

• DOI: 10.1021/jp0490150
• 发表时间: 2004-08-05
• 期刊: JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B
• 影响因子: 3.3
• 作者: Suzuki, M;Niidome, Y;Yamada, S
• 通讯作者: Yamada, S

Y.Niidome et al.: "Novel Method for Spatioselective Electroless Plating Catalyzed by Laser-Deposited Gold Nanoparticles"Japanese Journal of Applied Physics. 42. 7640-7641 (2003)

Y.Niidome等人：“激光沉积金纳米颗粒催化的空间选择性化学镀的新方法”日本应用物理学杂志。

S.Yamada et al.: "Gold nanoparticle-porphyrin self-assembled multistructures for photoelectric conversion"Thin Sold Films. 438-439. 70-74 (2003)

S.Yamada 等人：“用于光电转换的金纳米颗粒-卟啉自组装多重结构”薄膜。

Facile fabrication of Morphology -Controlled Gold Nanoparticle Architectures by Electrolyte -induced Agglomeration and Their Photoelectrochemical

通过电解质诱导团聚及其光电化学轻松制造形态控制的金纳米粒子结构

• 发表时间: 2005
• 期刊: Langmuir 21
• 作者: T.Akiyama et al.