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               研究テーマの紹介

当研究室は,光を用いた広い意味でのナノサイエンスを化学と物理の境界領域で展開しています。
化学的視点では『物理化学,分光,分子科学』,物理的視点からは『物性物理学,光物性,固体物性』がキーワードに該当します。現在の研究手法は,レーザー分光,電子顕微鏡観測が主になります。試料は,凝縮系物質の範疇に入り,その中でも特にナノ粒子・クラスター,超臨界流体に興味を持っています。

● 主な研究手法:
吸収分光(UV~近赤外),ラマン分光法(可視~近赤外),光散乱,ナノ秒過渡吸収,ナノ秒蛍光測定,顕微ラマン分光,顕微フォトルミネッセンス分光,電子顕微鏡観測,画像解析,超高速分光(フェムト秒,ピコ秒分光システムも随時行っていきます)

● ナノ粒子・ナノクラスター研究:
新規ナノ物質の創製と物性測定 ⇒ 「作って測定」の研究になります。ナノ物質を創るには,強光子場であるパルスレーザーを用います。最近は,新規金ナノ粒子,シリコンナノ粒子を創製し,その光物性の研究を行っています。特にナノサイズになるとバルクでは現れない固有の物性(機能)をしばしば目にします。

○ 金ナノ粒子:他の方法で得られない巨大ナノ球やマイクロメーターまで連なるナノネットワーク構造が創製されました。例えば,金ナノ粒子は表面プラズモン共鳴バンドにより,可視領域や近赤外線領域の光を吸収します。特に近赤外を吸収する金ナノ粒子は,がん細胞の光破壊にも利用され,実験室レベルでは実現しつつあります。

○ シリコンナノ粒子:バルクでは近赤外で発光するシリコンですが,緑,オレンジ,黄色で発光するナノ粒子を作ることができました。このナノ粒子は,可視領域に吸収をもつワイドバンドギャップタイプです。これより、新しい太陽電池の材料としての期待もあり,光物性測定も開始予定です。半導体シリコンは現代社会で最も重要な物質のひとつです。シリコン電子デバイスにシリコン光デバイスを集積することにより,情報分野において極めて著しい展開が考えられ,様々な人が興味をもって取り組んでいます。

新物質を創り,今までにない新たな物性の創製,機能の利用を目標とします。化学者が旧来より得意とするナノ領域において,ナノではじめて発現する機能を開拓することは,大変やりがいのあることです。また,自分が作った物質が有用な未来材料となれば,それも喜ばしい限りです。

● 超臨界流体研究:
超臨界流体の歴史は,1869年のメニスカス消失の発見に始まると考えられています。メニスカスの消失とは,気体―液体の境界である界面が,ある温度(臨界温度)を越えたときに突然消え,気体と液体の区別がつかなくなった状態を指します。臨界現象には,あのアインシュタインも興味を持ち,論文もでています。その発見から140年近くたち,現在超臨界流体は理学・工学での最先端研究ではもちろんのこと,ダイオキシン分解,PETボトル分解,有機溶剤を用いない抽出など,グリーンケミストリーの分野において中心的役割を担うほどに成長してます。

我々は,超臨界流体の構造に着目し,その局所構造の研究を約10年前から行っています。手法には,動的光散乱,テラヘルツ吸収分光,振動ラマン分光を用い,分子の並進,回転,振動運動の観測を行ってきました。特に最近は,分子間に作用する引力―斥力エネルギーに興味を持ち,密度を変えることによりこれらのエネルギーや相互作用がどのように変わってくるか,に関心をもっています。引力相互作用の本質はどこからやってくるのか?斥力相互作用は?という基礎的かつ重要な現象の理解を目指し,溶媒‐溶質間の分子間相互作用の本質の解明に近づきたいと思っています。

本質の解明,それはサイエンスにおいて最もエキサイティングなことの一つであろう。

 

当研究室で研究をしてみたい人は,広島大学大学院理学研究科化学専攻の入試にチャレンジしてみて下さい。

▲見学希望の方(※あらかじめ齋藤健一教授までコンタクトを取って下さるようお願いします。)

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広島大学大学院理学研究科化学専攻 光機能化学研究室
〒739-8526 東広島市鏡山1-3-1

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