Elucidating the positive role played by non-uniform temperature distribution around a gold nanoparticle under excitation of the plasmon band

阐明等离激元带激发下金纳米粒子周围的不均匀温度分布所发挥的积极作用

• 批准号: 22K04884
• 负责人: 橋本 修一
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Gunma National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04884/
• 关键词: 貴金属ナノ粒子; レーザー加熱; 水滴; ラマンスペクトル; 相転移; 熱伝導; プラズモン加熱; 温度分布; レーザー

本研究では、従来、貴金属ナノ粒子の光熱変換の実験的研究がバルクスケールに限られていたため、マイクロスケールの限られた空間での熱伝導の距離依存性に関する実像が明らかでなかった点を克服することを目的とする。このため、単一金ナノ粒子を内包する単一水滴を作製し、レーザー加熱による固相から液相への相転移を観測するための実験系の作製を行った。基板上に固定された水滴と空気中にレーザーで捕捉された水滴の両者を比較することをめざした。これによって、基板の存在による非等方的温度分布の役割解明と積極的利用が可能となる。初年度において、基板上にペルチェ冷却器を用いて水滴を作製しそのラマンスペクトル測定ができるようになった。空気中の水滴については捕捉実験の困難に直面し、ラマンスペクトル測定に至っていない。水滴の温度コントロールを行うための顕微鏡用の冷却チャンバーを作製したので、これを用いてラマンスペクトルの温度変化の測定を行う。

该研究克服了贵金属纳米颗粒光热转化的常规实验研究仅限于体尺度，因此微观尺度上有限空间内热传导距离依赖性的实际图景尚不清楚的问题。到为此，我们制造了包含单个金纳米颗粒的单个水滴，并创建了一个实验系统来观察激光加热导致的从固相到液相的相变。我们的目的是比较固定在基板上的水滴和激光在空气中捕获的水滴。这使得阐明由于基板的存在而产生的各向异性温度分布的作用并积极利用它成为可能。第一年，我们能够使用珀耳帖冷却器在基底上产生水滴并测量它们的拉曼光谱。由于捕获空气中的水滴困难，拉曼光谱尚未测量。我们为显微镜创建了一个冷却室来控制水滴的温度，并将用它来测量拉曼光谱的温度变化。