• ホームHome
  • 【研究成果】世界初! 光を500倍に増強する酸化チタン ―太陽電池、ディスプレイ、空気清浄、抗菌の性能向上へ―

【研究成果】世界初! 光を500倍に増強する酸化チタン ―太陽電池、ディスプレイ、空気清浄、抗菌の性能向上へ―

本研究成果のポイント

  • 光を利用している暮らし ―空気清浄、抗菌コート、くもり止め、最先端の研究では太陽電池、LED、水素製造― の基幹材料に、酸化チタンが幅広く使われています。
  • その酸化チタンで、光の強度を500倍に増強する効果(電場増強効果)を発見しました。
  • この効果は、太陽電池、光センサー、ディスプレイ、照明、光触媒(空気清浄、抗菌、浄水、防汚、水素製造など)、日焼け止め等の高効率化に、幅広い応用が期待されます。

概要

広島大学自然科学研究支援開発センターの齋藤健一教授、理学研究科の大学院生 吉原久未氏(博士前期修了)、坂本全教氏(博士後期在学)らの研究グループは、光の巨大な増強効果を、酸化チタンで初めて観測しました。この成果の特色は、(1)巨大な増強を示す試料を極めて簡単に作製する手法を開発、(2)発光の増強度が半導体として世界最高値、(3)社会で幅広く使われている酸化チタンを試料として実現、です。

具体的には、この試料(酸化チタン多孔質膜)に光を照射すると光が強く相互作用(ミー共鳴)し、膜上の物質は超高効率(最大30000倍)に、光のエネルギーを受け取れるようになります。その他、最大の増強を与える試料作製のレシピの作成、更には巨大な増強をもたらすメカニズムの解明にも成功しました(図1)。

本成果は、国際科学誌のAdvanced Optical Materialsのオンライン版に公開されました。

図1. 酸化チタン多孔質膜の増強効果の概略図。多孔質膜の作製は、微細化した酸化チタン微粒子の溶液をガラス基板上に滴下し、乾燥させる2工程からなる。この試料に光を照射すると、表面近傍の分子が高効率に発光する。増強度は500倍、単一分子で計算すると30000倍の増強度。

論文情報

  • 掲載雑誌:Advanced Optical Materials
  • 論文題目:Extraordinary Field Enhancement of TiO2 Porous Layer up to 500-fold
  • 著者:Kumi Yoshihara1, Masanori Sakamoto1, Hironori Tamamitsu1, Minori Arakawa1, Ken-ichi Saitow1, 2, *
    1. 広島大学大学院理学研究科(化学専攻)
    2. 広島大学自然科学研究支援開発センター(低温・機器分析部門)
    * 責任著者
  • DOI: 10.1002/adom.201800462
【お問い合わせ先】
広島大学 自然科学研究支援開発センター 低温・機器分析部門
広島大学 大学院理学研究科 化学専攻(併任) 
教授 齋藤 健一

TEL: 082-424-7487
FAX: 082-424-7486
E-mail: saitow*hiroshima-u.ac.jp  (*を半角@に変換してください)


up