RIES

Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University

北海道大学
電子科学研究所

LAST UPDATE 2017/02/25

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    三澤弘明　Hiroaki MISAWA
    教授　Professor

  • 所属
    Professional Affiliation

    北海道大学電子科学研究所
    Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University

    附属グリーンナノテクノロジー研究センター
    Green Nanotechnology Research Center

  • 研究キーワード
    Research Keywords

    光化学
    ナノ材料
    プラズモニック化学
    photochemistry
    nanomaterials
    plasmonic chemistry
研究テーマ
Research Subject
光アンテナを用いた高効率光エネルギー変換システムの開発
Development of highly efficient light energy conversion systems using plasmonic antennae

研究の背景 Background

太陽光エネルギーの有効利用を可能とする次世代太陽電池や人工光合成の開発は、持続可能社会を構築する上で極めて重要です。他方、光と物質との相互作用は元来小さく、少ない物質量により効率良く太陽光エネルギー変換を実現することは従来できませんでした。エネルギー変換物質に効率的に光エネルギーを吸収させることを可能にする光アンテナの開発とその太陽光エネルギー変換系の開発が強く求められています。

To realize a future sustainable society, it is important to develop next generation solar cell and artificial photosynthesis systems. On the other hand, the probability of light-matter couplings is very low, so that it is impossible to realize solar energy conversions efficiently using a small amount of substances. Therefore, the development of optical antennae those makes energy-conversion-materials absorb light energy efficiently and their application to solar energy conversion systems are needed.

研究の目標 Outcome

可視・近赤外光を捕集・局在させることが可能な金属ナノ構造を光アンテナとして酸化チタンやチタン酸ストロンチウム電極上に搭載し、従来、光電変換が困難であった赤外光による高効率光電変換システムや高効率な人工光合成を開発することを目指しています。

The main objective of the research is to develop efficient photoelectric conversion by infrared light and artificial photosynthesis systems, those were difficult to be developed so far, according to using titanium dioxide or strontium titanate photoelectrodes loading metallic nanostructures as optical antennae capturing and localizing visible and near-infrared light.

研究図Research Figure

Fig. 1. Schematic illustration of the threeelectrode photoelectrochemical cell and the oxidation of water on Au-nanorods (AuNRs)/TiO2 electrode. The inset shows a scanning electron microscope image of AuNRs fabricated on TiO2. Fig.2. Extinction spectrum of Au-NRs fabricated on a single TiO2 crystal measured in water (upper panel) and the corresponding photocurrent action spectrum (IPCE, lower panel).Fig.3. A schematic representation of plasmoninduced water splitting system using two sides of the same SrTiO3 Single-Crystal Substrate.

文献 / Publications

Angew. Chem. Int. Ed., 53, 10350-10354 (2014). Angew. Chem. Int. Ed., 53, 9802-9805 (2014). ACS Photonics, 1, 538-546 (2014). Light: Sci. Appl., 2, e118 (2013).
J. Phys. Chem. Lett., 3, 1248-1252 (2012). J. Phys. Chem. Lett., 1, 2031-2036 (2010). Accounts. Chem. Res., 44, 251-260 (2011).

研究者HP