坂本雅典 化学研究所准教授、寺?利治 同教授らの研究グループは、?外域にLSPRを?すヘテロ構造ナ ノ粒?を合成し、新しい機構に基づくプラズモン誘起電荷移動を発見することに成功しました。?外光に応答する光触媒など、?新的な光-エネルギー変換材料への応?が期待される成果です。
本研究は、2018年6月13日に英国の科学誌「Nature Communications」のオンライン版に掲載されました。
研究者からのコメント
本研究では、尝厂笔搁を示す硫化铜ナノ粒子と硫化カドミウムナノ粒子を连结したヘテロ构造ナノ粒子を合成し、プラズモン诱起电荷移动过程を过渡吸収スペクトル测定により明らかにしました。この结果、今までに报告されてない新しいプラズモン诱起电荷分离机构を発见することに成功しました。今后は、今回発见された机构を応用することで、赤外域の光を用いた光エネルギー変换材料、たとえば赤外光触媒や赤外光电変换材料といった革新的な材料の开発を进めていきます。
概要
局在表面プラズモン共鳴（LSPR : Localized Surface Plasmon Resonance）を利用した光電変換は、太陽電池や光触媒、光学センサーなどの用途への応用が期待されています。LSPR材料と半導体の接合した界面に光を照査した際に観測されるプラズモン誘起電荷移動という現象は、LSPR材料を用いた光‐エネルギー変換の実用化のカギを握る重要な機構として世界中で精力的に研究が行われています。
本研究グループでは、赤外域に尝厂笔搁を示す硫化铜ナノ粒子と硫化カドミウムナノ粒子を连结させたヘテロ构造ナノ粒子を合成し、そのプラズモン诱起电荷移动を过渡吸収测定法により観测することに成功しました。この结果、硫化铜/硫化カドミウムヘテロ构造ナノ粒子においては、キャリアのトラップ（注：エネルギーの高い準安定状态）を経由した段阶的な电荷移动という新しい机构によりプラズモン诱起电荷移动が起こることを発见しました。従来のプラズモン诱起电荷分离は、电荷分离によって生じた正孔（ホール）と电子の再结合による损失が大きな问题でしたが、新たに発见された机构は一般的なプラズモン诱起电荷分离よりもはるかに长い电荷分离寿命を示し、优れた光电変换材料であることが示されました。
详しい研究内容について
书誌情报
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Zichao Lian, Masanori Sakamoto, Hironori Matsunaga, Junie Jhon M. Vequizo, Akira Yamakata, Mitsutaka Haruta, Hiroki Kurata, Wataru Ota, Tohru Sato, Toshiharu Teranishi (2018). Near infrared light induced plasmonic hot hole transfer at a nano-heterointerface. Nature Communications, 9, 2314.
