金属ナノ粒子-高分子ハイブリッドナノ組織体の構造制御と高効率光機能材料への展開

金属纳米粒子-聚合物杂化纳米组件的结构控制及高效光学功能材料的开发

• 批准号: 07J05232
• 负责人: 石藤 美紀
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J05232/
• 关键词: LB膜; プラズモン; 金ナノ粒子; 光第二高調波発生; ナノ組織体; 表面プラズモン

非線形光学色素ディスパースレッド1(DR1)を有するp(DDA/DR1)ナノシートと優れたLangmuir-Blodgett(LB)膜形成能を有するポリ(N-ドデシルアクリルアミド)(pDDA)ナノシートとの交互積層および局在表面プラズモン共鳴という現象を有する金ナノ粒子とのハイブリッド化により、高分子ハイブリッドナノ組織体を構築した。粒径の異なる金ナノ粒子(12,30,60nm)1層からなる高分子ハイブリッドナノ組織体の第二高調波(SH)光強度は、金ナノ粒子がない場合に比べて大きく増強した。一方、60nmの金ナノ粒子を用いた場合、SH光はほとんど増強されなかった。環境制御型走査型電子顕微鏡(ESEM)や原子間力顕微鏡(AFM)より、高分子ハイブリッドナノ組織体中の金ナノ粒子の吸着状態を観察したところ、粒径12nm,30nmの金ナノ粒子においては、孤立金ナノ粒子のほかに隣接する2個の金ナノ粒子の存在が確認された。一方、60nmの金ナノ粒子を用いた場合、吸着粒子数は12nm,30nmと比較しで少なく、孤立金ナノ粒子のみが確認された。また、pDDAナノシートをスペーサーとして金ナノ粒子単粒子層とp(DDA/DR1)ナノシート間の距離を制御し、SHGを検討したところ、SH光強度は指数関数的に減衰することがわかった。さらにp(DDA/DR1)ナノシートを2層の金ナノ粒子で挟んだサンドイッチ構造を有するハイブリッドナノ組織体を作製し、そのSHGを検討したところ、金ナノ粒子1層にくらべて12nmで16倍、30nmで36倍、60nmで2.7倍の増強度を得られた。基板と垂直方向に配向した金ナノ粒子層間の局在表面プラズモンカップリングが効果的にSHGにはたらいたことに起因する。

聚合物杂化纳米结构是通过与非线性光学染料分散螺纹1（DR1）和聚（n-Dodecylacrylamigide）（PDDA）纳米片的p（dda/dr1）纳米片交替构建的等离子体共振。与缺乏金纳米颗粒相比，由一层金纳米颗粒（12、30、60 nm）组成的聚合物混合纳米结构的第二个谐波（SH）光强度显着增加。另一方面，当使用60 nm的金纳米颗粒时，几乎不会增强SH光。当使用环境控制的扫描电子显微镜（ESEM）和原子力显微镜（AFM）观察到聚合物混合纳米结构中的金纳米颗粒的吸附状态时，存在两个相邻金纳米粒子中的金纳米粒子中，具有12 nm和30 nm的颗粒尺寸。另一方面，当使用60 nm的金纳米颗粒时，吸附的颗粒数小于12 nm和30 nm的颗粒，并且仅确认只有分离的金纳米颗粒。此外，当我们使用pDDA纳米片作为间隔者，以控制金纳米颗粒单粒子层和p（dda/dr1）纳米片之间的距离时，我们研究了SHG，并发现SH光强度呈成型。此外，将P（DDA/DR1）纳米片夹在两个层的金纳米颗粒之间的杂种纳米结构体中，其中P（DDA/DR1）纳米片被夹在两层中，并检查了SHG。与单层金纳米颗粒相比，在12 nm时的强度增加了16倍，在30 nm时36次，在60 nm时的强度增加了2.7倍。这是由于金纳米颗粒层之间与SHG底物垂直定向的金纳米颗粒层之间的局部表面等离子体偶联的有效作用。

项目成果

Optical Second Harmonic Generation from Hybrid Polymer Nanoassemblies

混合聚合物纳米组件的光学二次谐波产生

• 发表时间: 2008
• 作者: 小林数也;鳴海哲夫;鳴海 哲夫;鳴海 哲夫;Tetsuo NARUMI;浅間哲平;浅間 哲平;浅間哲平;Miki Ishifuji;Miki Ishifuji;Miki Ishifuji;Miki Ishifuji;石藤美紀;Miki Ishifuji;Miki Ishifuji;石藤美紀;石藤 美紀;Miki Ishifuji
• 通讯作者: Miki Ishifuji

金ナノ粒子を含む高分子ナノ集積体からの光第二高調波発生

含有金纳米颗粒的聚合物纳米组件产生光学二次谐波

• 发表时间: 2007
• 作者: M.Morinaga;Y.Murata;H.Yukawa;石藤美紀
• 通讯作者: 石藤美紀

Second Harmonic Generation from Multilayered Hybrid Polymer Nanoassemblies by Coupled Surface Plasmon Resonance

通过耦合表面等离子共振从多层杂化聚合物纳米组件中产生二次谐波

• 发表时间: 2008
• 期刊: Chemical Communication 9
• 作者: 小林数也;鳴海哲夫;鳴海 哲夫;鳴海 哲夫;Tetsuo NARUMI;浅間哲平;浅間 哲平;浅間哲平;Miki Ishifuji;Miki Ishifuji
• 通讯作者: Miki Ishifuji

金ナノ粒子-高分子ナノシート積層体の非線形光学特性

金纳米颗粒-聚合物纳米片层压板的非线性光学特性

• 发表时间: 2008
• 作者: 石藤美紀;三ツ石方也;宮下徳治
• 通讯作者: 宮下徳治

光第二高調波による金ナノ粒子-高分子ハイブリッドナノ集積体中の表面プラズモン共鳴の評価

使用光学二次谐波评估金纳米粒子-聚合物杂化纳米组件中的表面等离子体共振

• 发表时间: 2007
• 作者: 小林数也;鳴海哲夫;鳴海 哲夫;鳴海 哲夫;Tetsuo NARUMI;浅間哲平;浅間 哲平;浅間哲平;Miki Ishifuji;Miki Ishifuji;Miki Ishifuji;Miki Ishifuji;石藤美紀;Miki Ishifuji;Miki Ishifuji;石藤美紀;石藤 美紀;Miki Ishifuji;Miki Ishifuji;石藤 美紀
• 通讯作者: 石藤 美紀