金属・ヘビードープ半導体ナノ粒子による可視・近赤外ナノプラズモニクスの開拓

局在表面プラズモン共鳴（LSPR）は、無機ナノ粒子中の自由キャリア（電子、ホール）が入射光のある波長に共鳴して集団振動するときに観察されます。自由キャリアの集団振動による分極の結果、ナノ粒子近傍には増強光電場が誘起され、周囲の誘電体中で急激に減衰します。この増強光電場は、光の回折限界を超えた微小領域に集約され、近接物質の光化学過程の増強や光学禁制遷移の許容化、分子の捕捉、生体内プロービングなどの点から注目されています。また、光の回折限界以下での近接物質へのプラズモンエネルギー伝播やキャリア移動が、LSPRの別の重要な応用です。LSPR波長は，物質の誘電率、ナノ粒子の形状・粒径，周囲の媒質の誘電率、キャリア密度、プラズモン結合などによって制御できます。あらゆる波長の光を隈なく利用するためにLSPR波長の制御は重要な課題であり、上記パラメータの中で粒子形状とキャリア密度がLSPR波長を大きく変化させることができます。


金属ナノ粒子の形状制御によるLSPR波長制御と光触媒特性


多面体Auナノ粒子のLSPR特性（Langmuir 2012, 28, 9021.）
Au@Agコア@シェルナノ粒子のLSPR特性（Chem. Mater. 2013, 25, 2580.）
Pdナノ粒子のLSPR特性とLSPR誘起鈴木カップリング反応速度増強（Nanoscale 2015, 7, 12435.）

ヘビードープ半導体ナノ粒子の形状制御によるLSPR波長制御と近赤外光エネルギー変換


近赤外LSPR誘起熱ホール移動（Nat. Commun. 2018, 9, 2314.）
透明ナノ粒子による近赤外LSPR誘起電子移動を利用した近赤外光電変換（Nat. Commun. 2019, 10, 406.）
Cu7S4-CdSナノ粒子のp-nジャンクションを利用した近赤外LSPR誘起水素生成 （J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 2446. (Cover Picture)）

プラズモン光電場増強による光化学過程の加速


キャリア選択的遮断層によるプラズモン増強効果の改善 （J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 8402. (Cover Picture)）