由廣島大學齊藤賢一教授領導的研究小組首次觀察到二氧化鈦對光的巨大增強效果。預計會有廣泛的應用。

 近年來,對金、銀等貴金屬微粒的增光效果的研究十分活躍。特別是,金納米粒子還用於流感檢測試劑盒和妊娠試驗藥物,並且最近已被研究作為用於癌細胞的光熱治療(來自體外的激光照射)的材料。但是,貴金屬稀有且價格昂貴,其他金屬擔心氧化。因此,全世界都在尋求穩定、安全、廉價且增強效果大的替代物質,近年來,半導體受到關注。

 氧化鈦是一種化學和物理上穩定的氧化物半導體,在空氣淨化、抗菌塗層、防霧、太陽能電池、LED、前沿研究中的製氫關鍵材料等各個領域都有應用。在這項研究中,我們在世界上首次發現了這種二氧化鈦對發光的巨大增強作用。這次,我們開發了一種方法,可以極容易地製作出顯著增強的樣品,實現了作為半導體的世界最高發光強度增強,並實現了在社會上廣泛使用的氧化鈦作為樣品。

 當通過測量染料分子的發射光譜來評估增強效果時,由於存在二氧化鈦,染料分子的發射強度增加了500倍。此外,基於實驗值的單分子增強效果顯示強度最大增加30000倍。此外,我們還成功地創建了製備樣品的配方,可提供最大增強,並闡明了導致極大增強的機制。

 此次成果範圍廣泛,如高效太陽能電池、高靈敏度光學傳感器、節能顯示器/照明、光熱處理、光催化作用(空氣淨化、抗菌、淨水、防污、制氫) ,以及高效防曬等。有望應用。

論文信息:[先進光學材料] TiO2多孔層的超凡場增強高達500倍

廣島大學

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