히로시마 대학의 사이토 켄이치 교수들의 연구 그룹은 빛의 거대한 증강 효과를 산화티타늄으로 처음으로 관측했다.폭넓은 응용이 기대된다.
최근, 금·은 등의 귀금속의 미립자 등으로 빛의 증강 효과의 연구가 활발했다.특히, 금 나노입자는 인플루엔자의 검사 키트나 임신 검사약에도 이용되어 최근에는 암세포의 광열 치료(체외로부터의 레이저 조사)의 재료로서도 연구되고 있다.그러나 귀금속은 희소하고 비싸고 다른 금속은 산화가 우려된다.그래서 안정·안심·저렴하고 큰 증강효과를 가지는 대체물질이 전세계에서 모색되어 최근 반도체가 주목받고 있다.
산화티타늄은 화학적·물리적으로 안정한 산화물 반도체로 공기청정, 항균코트, 흐림 방지, 최첨단 연구에서는 태양전지, LED, 수소 제조의 기간재료 등 다방면에 사용되고 있다.본 연구에서는 이 산화티타늄에서 발광의 거대한 증강 효과를 세계에서 처음 발견했다.이번에, 거대한 증강을 나타내는 시료를 매우 간단하게 제작하는 수법을 개발해, 반도체로서 세계 최고치의 발광의 증강도를 달성해, 사회에서 폭넓게 사용되고 있는 산화티탄을 시료로서 실현한 점이 특색 라고 한다.
색소 분자의 발광 스펙트럼 측정에 의해 증강 효과를 평가한 결과, 산화티탄의 존재에 의해 색소 분자의 발광 강도가 500배로 증가.또한, 실험값에 기초한 단일 분자에서의 증강 효과는 최대 30000배의 증강도를 나타내었다.그 외, 최대의 증강을 주는 시료 제작의 레시피의 작성, 나아가 거대한 증강을 초래하는 메카니즘의 해명에도 성공했다.
이번 성과는 고효율 태양전지, 고감도 광센서, 절전 디스플레이·조명, 광열 치료, 광촉매 효과(공기 청정, 항균, 정수, 방오, 수소 제조), 선스크린 등의 고효율화 등 폭넓다 응용이 기대된다.
논문 정보:【Advanced Optical Materials】Extraordinary Field Enhancement of TiO2 Porous Layer up to 500-fold
