プラズモン共鳴を用いたC-dot-Ag ナノ粒子-シリカコンポジット 薄膜蛍光増強 滋賀県立大学工学部材料科学科金属材料研究室 １５２１００７ 上野 沙彩
研究背景 C-dotsとは・・・ 炭素骨格を主体とした０次元の材料であり、 合成する試薬によって表面や内部に好きな官能基をつけることが可能である。大きさは10nmくらい。組成は変化しないが構造は作るたびに変化する。
｛特徴｝ ・安価で半導体量子ドットより安全な蛍光体材料が作製可能 ・高い生体親和性 ・生物医学的な応用化が期待 ・大量生産が難しい http://www.kyoto-u.ac.jp/static/ja/news_data/h/h1/news6/2013/130708_1.htm https://www.ipros.jp/product/detail/2000311984
C-dotsが蛍光する理由 〇有機系蛍光材料と同じようにπ共役電子がきれいに並ぶとそこを電子が行き来して光る。 〇CとCの間にOやNなどが入り欠陥があるとそこに電子がまとまって光る。
ディスプレイや固体レーザ などを作りたい！！ 液体中でC-dotsは発光しやすい 今回使うC-dotsはOHやNH2などを官能基として持つため、水に分散しやすい。 ディスプレイや固体レーザ などを作りたい！！ しかし固体では分散が難しい！！ http://www.seibutsushi.net/blog/2009/01/659.html
C-dotsの周りに有機鎖をつけることによって固体中に分散できることが先行研究でわかっている。 液体より固体のほうが光らないので光るようにする 量子収率を向上させる プラズモン共鳴で蛍光増強を行う
340nm 本研究で用いるC-dotsは 吸収波長≒励起波長≒３４０nm 蛍光波長≒４４０nm グラフ１ 水分散したC-dotsのUV-Visスペクトル
Ag 340～440nm付近でプラズモン共鳴が起こるのは Ag粒子の大きさを変えるとプラズモン共鳴による吸収ピークが変わる。 銀ナノ粒子の大きさごとのピーク位置 https://www.sigmaaldrich.com/japan/materialscience/nano-materials/silver-nanoparticles.html
C-dotsの光を増強するのに適切なAgを作成し、固体中に分散させる 目標 C-dotsの光を増強するのに適切なAgを作成し、固体中に分散させる 光る基盤を作成する
今後の実験の流れ ①様々なピークの銀ナノ粒子を４通りほど作る。 ②①で作った銀とC-dots表面にある有機鎖をつけたものを一緒にガラスの膜の中に入れ、どれが一番光るかそれぞれ比較し一つに絞る。 ③②で選んだ銀を使い、②で使ったものに変わる有機鎖などを探し、距離を変えることによってどのように変化するか比較検討する。
①の流れ ３つの作り方で大きさを変える。 80,60,30,10nmくらいのものを作る 1.PVPとethylene glycolを使って４時間で反応させる 10nm～50nm 2.PVPとethylene glycolを使って12.2時間で反応させる 10nm～50nm 3.OctanolとOleylamineを使って4.2時間で反応させる 10nm～20nm
②の流れ クエン酸と エチレンジアミンを １：１で使って作る。 今回の作成方法 NH2,OH,NH,C=O,COOHなどの官能器を持つ できるC-dots一例 NH2,OH,NH,C=O,COOHなどの官能器を持つ
③の流れ プラズモン共鳴が起こる距離 C-dots ●遠すぎる場合 電場が伝わらない Aｇ
C-dotsから銀に電子移動が起こると光らなくなる ●接触してた場合 C-dots Aｇ C-dotsから銀に電子移動が起こると光らなくなる 適切な距離を設計する必要がある