単一金ナノ粒子を用いた光熱効果

摘要

1.はじめに1990年代より金ナノ粒子をはじめとする貴金属ナノ粒子の研究が爆発的に展開している.金ナノ粒子の伝導電子は可視光と強く相互作用し,共鳴波長で強い吸収および散乱を示すことは古くから知られている.金ナノ粒子分散液やステンドグラスが透過光に対して赤色に見えるのはこのためである.貴金属ナノ粒子のごく近傍(近接場)において光を集めるアンテナ効果は光エネルギーの高効率な利用の可能性を開くと期待されている.このような光電場の増強効果,すなわち,プラズモン増強に基づく表面増強ラマン(SERS),蛍光増強,光電変換およびプラズモン太陽電池は光科学およびフォトニクスの分野における新たな研究展開を予感させるトピックとなりっっある.一方,金ナノ粒子の発光量子収率は著しく低い(Φ<10~(-6).このため,金ナノ粒子を光励起した場合,吸収した光エネルギーは効率よく熱に変換される.これは,光熱効果または光熱変換,光熱応答として知られる.金ナノ粒子の光熱効果はナノ治療への応用が期待され,盛hに研究されている.たとえば,ナノロッド(棒状形状)やナノシェル(シリカ粒子の周りに殻形状に金が付着した粒子)を取り込ませた腫瘍細胞に近赤外レーザー光を照射して細胞死をもたらす試みが進行している.