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单一金ナノ粒子を用いた光热效果 - 光应用工学科 - 德岛大学
特 集 ナノ粒子創製と応用の最前線
単一金ナノ粒子を用いた光熱効果
*1 *2
橋 本 修 一 ・瀬戸浦 健 仁
・
Shuichi Hashimoto Kenji Setoura
1 2
■ 徳島大学工学部光応用工学科 * 教授 理学博士 * 博士前期課程2 年 ■
が進行している.
1.は じめ に
われわれは,これまでレーザーとの相互作
1990 年代より金ナノ粒子をはじめとする 用による金ナノ粒子の光熱効果について研究
4)
貴金属ナノ粒子の研究が爆発的に展開してい してきた .本稿では,単一粒子レベルでの
る.金ナノ粒子の伝導電子は可視光と強く相 研究に焦点を当て,その意義を明らかにした
互作用し,共鳴波長で強い吸収および散乱を い.一般に,金ナノ粒子はコロイド分散液,
1)
示すことは古くから知られている .金ナノ ポリマー・ガラス中分散,透明基板上への分
粒子分散液やステンドグラスが透過光に対し 散状態などの多数の粒子に対して光吸収,光
て赤色に見えるのはこのためである.貴金属 散乱などの光学的情報を得る.これは,S/N
ナノ粒子のごく近傍(近接場)において光を集 比の高いスペクトル情報を得るためである.
めるアンテナ効果は光エネルギーの高効率な しかし,分子の場合と異なり,金ナノ粒子で
利用の可能性を開くと期待されている.この は粒子の形状 ・サイズ,凝集状態,周囲屈折
ような光電場の増強効果,すなわち,プラズ 率によってスペクトル情報が著しく影響を受
1)
モン増強に基づく表面増強ラマン(SERS), ける .このため,合成技術やサンプル作製
蛍光増強,光電変換およびプラズモン太陽電 技術の違いにより,得られるスペクトル情報
池は光科学およびフォトニクスの分野におけ が著しく異なってしまう問題点があった.こ
る新たな研究展開を予感させるトピックとな の限界を打破するため,単一粒子レベルの光
りつつある.一方,金ナノ粒子の発光量子収 吸収,光散乱,発光などの光学計測が行われ
6 2 4
- ) )
率は著しく低い( <10 ) .このため,金 るようになった .しかし,単一粒子計測で
ナノ粒子を光励起した場合,吸収した光エネ は,1 つ1 つの実験データがまったく同じに
ルギーは効率よく熱に変換される.これは, はならないことから,たくさんの粒子に対し
光熱効果または光熱変換,光熱応答として知 て同一の測定を行い,統計処理により意味あ
られる.金ナノ粒子の光熱効果はナノ治療へ る物理量を得るプロセスが必要である.
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