Fabrication of Cooperative Multiple Plasmonic Structures Using Metal Nanoparticle-Grating and Their Organic Photo-electronic device Applications

金属纳米颗粒光栅协同多重等离子体结构的制备及其有机光电器件应用

基本信息

批准号：
20H02601
负责人：
馬場暁
金额：
$ 11.48万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、局在プラズモン・伝搬プラズモン・量子効果が協働する著しい光電場増強現象が得られるプラズモニック構造を創出し、理論的にメカニズムを解明した上で高効率・高感度な新規有機光・電子デバイスの提案を行うことを目的としている。この目的に対して、今年度は局在表面プラズモン励起による増感効果を利用した、非フラーレン型有機薄膜太陽電池の作製と評価を行った。非フラーレンアクセプタを用いたPM:Y6有機太陽電池では光吸収が近赤外域まであるため、近赤外域での光吸収をさらに増強するため、局在プラズモン励起が近赤外いきにある金ナノロッドを使用した。この結果、可視域のみに局在プラズモン励起が起こる金微粒子を用いた場合に比べて、有機太陽電池の効率の向上が観測された。さらに、伝搬型表面プラズモンが近赤外域に励起するナノ金属構造の作製も行い、有機太陽電池への応用について検討を行った。また、液滴限定法を用いて作製したNOA61フォトポリマー半円球小型プリズムの底面にグレーティング構造を形成することで、プリズムカップリング表面プラズモンとグレーティングカップリング表面プラズモンの同時励起を行うことを可能とした。この2種類の伝搬型表面プラズモンの同時励起による光電場増強システムを用いたバイオセンサを構築し、ナノメートルオーダーの薄膜の堆積、IgG抗体の検出を行った。その結果、通常のプリズムを用いた表面プラズモンバイオセンサの感度とほぼ同等の感度を有したセンシングシステムの小型化に成功した。

在本研究中，我们将创造一种可产生显着的光电场增强现象的等离子体结构，其中局域等离子体激元、传播等离子体激元和量子效应共同作用，并从理论上阐明其机理，并开发一种具有高效率和高效率的新型有机光学结构。灵敏度。・目的是提出电子设备。为此，今年我们制造并评估了一种利用局域表面等离子体激发的敏化效应的非富勒烯型有机薄膜太阳能电池。 PM:Y6使用非富勒烯受体的有机太阳能电池在近红外区有光吸收，因此为了进一步增强在近红外区的光吸收，我们使用了在近红外区具有局域等离激元激发的金纳米棒。用过的。结果，观察到与使用仅在可见光区域引起局域等离子体激元激发的细金颗粒的情况相比，有机太阳能电池的效率得到改善。此外，我们制造了一种纳米金属结构，其中传播表面等离子体激元在近红外区域被激发，并研究了其在有机太阳能电池中的应用。此外，通过在采用液滴限制方法制造的NOA61光聚合物半球形小棱镜的底部形成光栅结构，可以同时激发棱镜耦合表面等离子体和光栅耦合表面等离子体。我们使用光电场增强系统构建了生物传感器，该系统基于同时激发这两种类型的传播表面等离子体、沉积纳米级薄膜并检测到 IgG 抗体。结果，我们成功地实现了传感系统的小型化，其灵敏度几乎与使用普通棱镜的表面等离子体生物传感器相当。

项目成果

期刊论文数量（54）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Fabrication of Silicon Nanowires by Metal-Catalyzed Electroless Etching Method and Their Solar Cell Application

金属催化化学刻蚀法制备硅纳米线及其太阳能电池应用

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Naraphorn Tunghathaithip;Chutiparn Lertvachirapaiboon;Kazunari Sinbo;Keizo Kato;Sukkaneste Tungasmita;Akira Baba
通讯作者：
Akira Baba

Fabrication of Silicon Nanowires by Metal-Catalyzed Electroless Etching Method and Their Application in Solar Cell

DOI：
10.1587/transele.2020oms0008
发表时间：
2021-06
期刊：
IEICE Trans. Electron.
影响因子：
0
作者：
N. Tunghathaithip;C. Lertvachirapaiboon;K. Shinbo;K. Kato;S. Tungasmita;A. Baba
通讯作者：
N. Tunghathaithip;C. Lertvachirapaiboon;K. Shinbo;K. Kato;S. Tungasmita;A. Baba

Tuning the Luminescent Intensity by Controlling the Distance Between Gold Quantum Dots and Silver Nanoprisms

通过控制金量子点和银纳米棱柱之间的距离来调节发光强度

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Wataru Sato;Chutiparn Lertvachirapaiboon;Akira Baba;Kazunari Shinbo;and Keizo Kato
通讯作者：
and Keizo Kato

Tunable surface plasmon resonance enhanced fluorescence via the stretching of a gold quantum dot-coated aluminum-coated elastomeric grating substrate

通过拉伸金量子点镀铝弹性光栅基底可调谐表面等离子体共振增强荧光

DOI：
10.1039/d2ay00893a
发表时间：
2022
期刊：
Analytical Methods
影响因子：
3.1
作者：
Patrawadee Yaiwong;Chutiparn Lertvachirapaiboon;Kazunari Shinbo;Keizo Kato;Kontad Ounnunkad;Akira Baba
通讯作者：
Akira Baba

Colorimetric Probe Based on Destabilization of Silver Nanoparticles from Polysaccharide Matrix for Creatinine Detection

基于多糖基质银纳米粒子去稳定化的比色探针用于肌酐检测