| 研究課題名 | 表面プラズモン共鳴フェムト秒光熱変換分光法の開発と固液界面エネルギー移動計測 |
| レコードタイプ | 研究実績報告 |
| 報告年度 | 2000 |
| 研究期間 | 1999-2000 |
| 研究課題番号 | 11750701 |
| 研究代表者 | 露本 伊佐男 (ツユモト イサオ) 金沢工業大学・工学部・講師 |
| 研究代表者番号 | 60282571 |
| 研究機関 | 金沢工業大学 研究機関番号：33302 |
| 研究種目 | 奨励研究(A) 研究種目コード：210 |
| 研究分野[2] | 工業分析化学 研究分野コード：465 |
| キーワード | 光熱変換 / 超高速 / フェムト秒 / ピコ秒 / 光電極反応 / エネルギー移動 / 固液界面 / 酸化チタン |
| 研究概要 | フェムト秒過渡反射格子法を固液界面に応用し、今まで検出不可能だった固液界面の微小な誘電率の変化を計測することに成功した。さらに表面プラズモン共鳴を併用し、固体側から液体側への超高速エネルギー移動時の微小な誘電率の変化をその場計測することに成功した。これらの成果として、次の知見を得た。 (1)ルチル構造酸化チタン単結晶とチオシアン酸カリウム水溶液の界面に150フェムト秒のパルスを入射し、その後の誘電率の過渡的変化をモニターした。その結果、従来知られている電子・ホール再結合の成分に加えて、110フェムト秒から690フェムト秒の速い時間領域で緩和する成分が新たに観測された。この速い成分の強度はチオシアン酸カリウムの濃度を増加させると増大した。これは超高速時間領域で励起状態のキャリアが吸着種であるチオシアン酸イオンに移動していることを示している。このような速い時間領域での電荷移動はこれまでの理論では説明できず、励起状態のホールが非平衡な状態でチオシアン酸イオンに移動していることを示唆している。これは酸化チタンのホットキャリアとその吸着種の相互作用の初めての観察である。光触媒、光電極として有名な酸化チタンでこのような相互作用が観察された意義は極めて大きい。 (2)金/塩化ナトリウム水溶液界面におけるエネルギー移動を表面プラズモン共鳴過渡反射格子法で観測した。その結果、ホットエレクトロンによる緩和と界面熱移動による緩和の2種類の成分があることがわかった。これは界面におけるエネルギー移動には、励起状態にある電子が係わる速い成分と、熱に変化した後に移動する遅い成分の両方があることを示している。塩化ナトリウムの濃度を変化させて測定した結果、ホットエレクトロンと吸着種との電子的な相互作用が確認された。 |
| 発表文献 | 火原彰秀，森下朋浩，露本伊佐男，原田明，北森武彦，澤田嗣郎：
"Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ Ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆ Ｈｏｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ ｉｎ ａ Ｇｏｌｄ Ｆｉｌｍ"
Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ３８.
2983-2987
(1999)
森下朋浩，火原彰秀，露本伊佐男，澤田嗣郎： "Ｕｌｔｒａｆａｓｔ Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ａｔ ＴｉＯ２／ＳＣＮ−ａｑ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ Ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ Ｇｒａｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ" Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｂ １０３. 5984-5987 (1999) 片山建二，澤田嗣郎，露本伊佐男，原田明： "Ｐｉｃｏｓｅｃｏｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ ａｔ ｇｏｌｄ／ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ ｕｓｉｎｇ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ ｇｒａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｕｎｄｅｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｓｍｏｎ ｒｅｓｏｎａｃｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ" Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｊａｐａｎ ７２. 2383-2388 (1999) 池田幸代，田中祟之，片山建二，露本伊佐男，原田明，澤田嗣郎： "Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ＧＨｚ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｗａｖｅｓ ｏｎ ｌｉｑｕｉｄ ｓｕｒｆａｃｅｓ ａｎｄ ａ ｌｉｑｕｉｄ／ｌｉｑｕｉｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｂｙ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ ｇｒａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ" Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ １１１. 9393-9397 (1999) 火原彰秀，森下朋浩，露本伊佐男，北森武彦，澤田嗣郎： "Ｕｌｔｒａｆａｓｔ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｐｈｅｎｏｍｅｎａ ｉｎ ｈｉｇｈｌｙ ｅｘｃｉｔｅｄ ｇｏｌｄ ｆｉｌｍｓ" Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ８３／８４. 33-36 (1999) 露本伊佐男，内川浩： "Ｈｉｇｈ−Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｑｕａｓｉ−Ｅｌａｓｔｉｃ Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ Ｕ〓 Ｈｏｍｏｄｙｎｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｂｅａｍ Ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ" Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ （印刷中）. (2001) 露本伊佐男 （分担執筆）： "Ｌｉｑｕｉｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ ｉｎ ｃｈｅｍｉｃａｌ， ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ， ａｎｄ ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ" Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ， Ｉｎｃ．. 853 (2000) |