銀ナノ粒子プラズモン誘起光化学反応の機構解明と人工光合成反応効率化への応用

银纳米颗粒等离子体诱导光化学反应的机理阐明及其在提高人工光合作用反应效率中的应用

• 批准号: 14J40216
• 负责人: 山本 裕子
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Kagawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J40216/
• 关键词: 単分子ラマン測定; プラズモニック化学反応; 銀ナノ粒子; 表面増強ラマン散乱; プラズモニック光化学反応; 単分子SERS測定; プラズモニック化学; 光化学反応

本年度の研究目標は、①フェムト秒過渡SERS分光測定を用いたホットエレクトロン誘起光化学反応の検証、②人工光合成等の既存光触媒反応の再現実験、の2つであったが、前年度の目標①単一銀ナノ粒子2量体上で引き起こされる光化学反応のプラズモン・表面増強ラマン散乱(SERS)分光分析、にて期待以上の進展が得られつつあることから、本年度は前年度の目標①単一銀ナノ粒子2量体上で引き起こされる光化学反応のプラズモン・SERS分光分析に注力する形で以下の2つの研究を実施した。a. 金属ナノ粒子上で引き起こされる光化学反応をSERS分光分析する上で必須な、SERSの発生メカニズムの考察およびプラズモニック光化学反応のモニタリングを行う上でのSERS適用方向性を示すための総説執筆b. 単一銀ナノ粒子上で引き起こされる4-アミノベンゼンチオール(4-ABT)分子の光化学反応のSERS分光分析および4-ABT単分子のSERS測定a. 金属ナノ粒子上で引き起こされる光化学反応はプラズモニック化学とも呼ばれ、この1-2年で急速に国内外で注目を集め始めている。本光化学反応をモニターするにはSERSが非常に有用だが、一方でSERSの発生メカニズムについて未だ理解が広がっておらずSERSスペクトルの解釈を難しくしている問題がある。そこで山本は、この二つの問題を解決するために総説を執筆(国際誌1報、和文1報)した。b. 4-ABT分子は、金属ナノ粒子上で可視レーザーを照射するとすみやかに化学反応を起こして二量体化することが既に明らかとなっている。一方、分子が一つしかない場合どのような挙動を示すかは明らかでなかった。そこで山本は、銀ナノ粒子凝集体を用いて4-ABT分子の単分子SERS測定を行い、4-ABT単分子のSERSスペクトルを世界で初めてとらえた。

This year's research objectives include: ① identification of photochemical reaction induced by SERS spectroscopy; ② reproduction of existing photocatalyst reactions such as artificial photosynthesis; ② identification of photochemical reaction induced by SERS spectroscopy; ② identification of photochemical reaction induced by SERS spectroscopy; This year's goal is to carry out the following two studies on the formation of photochemical reaction and SERS spectroscopic analysis on the basis of single silver particles in two volumes. a. It is necessary to conduct spectroscopic analysis of photochemical reaction SERS on metal nano particles. I will give a general introduction to the investigation of SERS development equipment and the implementation of SERS photochemical reaction equipment. b. SERS Spectroscopic Analysis of Photochemical Reaction of Silver (4-ABT) Molecules and SERS Determination of 4-ABT Molecules a. The metal particles are introduced into the photochemical reaction system, and the reaction system takes 1-2 years to rapidly attract attention from home and abroad. This photochemical reaction is very useful for SERS, and one of the problems is that it is difficult to understand SERS. Yamamoto's two problems are solved.(International Journal 1, and Wen 1) b. 4-ABT molecules are visible on metal particles, and chemical reactions are initiated. A party, a molecule, a situation, a movement, a sign, a For the first time in the world, SERS measurements of 4-ABT molecules and single molecules have been performed using Yamamoto and silver particle aggregates.

项目成果

1分子SERS分光法で追うプラズモニック光化学反応の実際

使用单分子 SERS 光谱追踪实用等离子体光化学反应

• 发表时间: 2016
• 作者: 山本 裕子，茅野 優也，伊藤 民武;中西 俊介
• 通讯作者: 中西 俊介

ResearchGate

• DOI: 10.5195/jmla.2019.643
• 发表时间: 2019-04-01
• 期刊: Journal of the Medical Library Association : JMLA
• 作者: O’Brien K

表面増強ラマン散乱法を用いたアミノベンゼンチオールの単分子計測

表面增强拉曼散射法单分子测量氨基苯硫醇

• 发表时间: 2015
• 作者: 山本 裕子，茅野 優也，伊藤 民武;中西 俊介
• 通讯作者: 中西 俊介

One-dimensional plasmonic hotspots located between silver nanowire dimers evaluated by surface-enhanced resonance Raman scattering

• DOI: 10.1103/physrevb.95.115441
• 发表时间: 2017-03-31
• 期刊: PHYSICAL REVIEW B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Itoh, Tamitake;Yamamoto, Yuko S.;Balachandran, Jeyadevan
• 通讯作者: Balachandran, Jeyadevan

Single-Molecule Surface-Enhanced Raman Scattering Spectrum of Non-Resonant Aromatic Amine Showing Raman Forbidden Bands

• 发表时间: 2016-10
• 期刊: arXiv: Chemical Physics
• 作者: Yuko S Yamamoto;Yuya Kayano;Y. Ozaki;Zhenglong Zhang;T. Kozu;T. Itoh;S. Nakanishi