【研究分野】分析化学

【研究領域課題番号】25288063 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

局在表面プラズモン共鳴 / 金属ナノ粒子 / 化学センサ / バイオセンサ / プラズモン誘起電荷分離 / 光電気化学 / 電位測定 / 導電率測定 / LSPRセンサ / 酸化チタン / 金ナノ粒子

【研究成果の概要】

金属ナノ粒子の色変化から物質濃度を測る「LSPRセンサ」が知られている。我々が見出したプラズモン誘起電荷分離（PICS）と呼ばれる現象を利用し、このセンサから電気信号を直接取り出すことを可能にした。その結果、血液のように色や濁りのある試料の測定が可能となり、LSPRセンサの実用性が向上した。また、単一ナノ粒子からPICSに基づく電気信号を初めて取り出すことに成功し、ナノLSPRセンサへの道を開いた。電位走査型、散乱光測定型、波長可変型など、新たな機構のLSPRセンサを開発した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)

【研究分野】工業物理化学

【研究領域課題番号】13650877 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

光触媒 / 酸化チタン / 活性酸素 / 非接触酸化 / 表面改質 / パターニング / 光電気化学 / 気相反応

【研究成果の概要】

酸化チタン光触媒は、光照射に伴い強い酸化力を示し、ほとんどの有機物を酸化分解できることが知られている。これまで、その分解反応はもっぱら酸化チタン表面における反応と考えられてきた。しかし我々はこれまで、酸化チタン上に生成する活性酸素種は酸化チタン表面上にのみ存在するのではなく、酸化チタンから脱着し、気相中を拡散して、酸化チタンに接触していない有機物を酸化できることを見いだした(非接触酸化反応)。また、この反応により、有機物だけでなく、シリコン、ダイヤ、銀、銅なども酸化できることを示してきた。フォトマスクを利用し、一定領域のみに光を照射することにより、様々な基板に対して非接触酸化反応を行い、その結果をFenton反応やPhoto-Fenton反応の結果と比較したところ、全て一致した。このことから、反応に直接関与しているのは、ヒドロキシラジカルの可能性が高いことがわかった。また、フォトマスクと基板との距離を変化させたところ、距離が100オmの場合でも20オm程度のスケールのパターンを形成できることが分かった。このことから、反応のメカニズムは、光触媒反応により生成した過酸化水素が基板近くまで拡散し、そこで光励起されることによってヒドロキシラジカルに分解され、それにより基板が酸化される可能性が示唆された。この非接触酸化反応を用いて、部分的に光照射して固体表面をパターニングする、光触媒リソグラフィー法を開発した。本法により得られる解像度は、5オmより優れていることが分かった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001 - 2002

【配分額】4,000千円 (直接経費: 4,000千円)