Updated on 2025/05/22

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TORIMOTO Tsukasa
 
Organization
Institutes of Innovation for Future Society Institute of Quantum Chemistry Innovation Professor
Graduate School of Engineering Professor
Graduate School
Graduate School of Engineering
Title
Professor
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メールアドレス
Homepage
http://www.chembio.nagoya-u.ac.jp/labhp/physchem3/index_eng.html
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Degree 1

  1. Ph.D (Eng) （ 1994.9   Osaka University ） 

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Research Interests 7

  1. Ionic liquid

  2. Light energy conversion

  3. Nanostructured material

  4. Photoelectrochemistry

  5. Photocatalysis

  6. Metal nanoparticle

  7. Semiconductor nanoparticle

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Research Areas 5

  1. Others / Others  / Functional Materials/Device

  2. Nanotechnology/Materials / Energy chemistry  / Electrochemistry

  3. Others / Others  / Nanoparticle

  4. Others / Others  / Composite Materials/Physical Properties

  5. Others / Others  / Physical Chemistry

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Current Research Project and SDGs 5

  1. Preparation of Nanoparticles in Ionic Liquids and Their Application

  2. Control of Electrode Surfaces in the Nanometer Scale for Highly Efficient Fuel Cells

  3. Design and Development of Highly Efficient Light Energy Conversion Systems

  4. Fabrication of Semiconductor Nanoparticle Arrays Having a Tunable Emission

  5. Photochemical Structural Control of Semiconductor Nanocomposite Structures and Their Application to Highly Selective Photocatalyses

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Research History 3

  1. Professor, Graduate School of Engineering, Nagoya University

    2005.4

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    Country：Japan

  2. Associate Professor, Catalysis Research Center, Hokkaido Unieristy

    2000.10 - 2005.3

    　 More details

    Country：Japan

  3. Research Associate, Faculty of Engineering, Osaka Univeristy

    1994.10 - 2000.9

    　 More details

    Country：Japan

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Education 2

  1. Osaka University   Graduate School, Division of Engineering   Department of Applied Chemistry

    - 1994

    　 More details

    Country： Japan

  2. Osaka University   Faculty of Engineering   Department of Applied Chemistry

    - 1990

    　 More details

    Country： Japan

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Professional Memberships 6

  1. The Electrochemical Society

  2. The American Chemical Society

  3. 光化学協会

  4. 触媒学会

  5. 電気化学会

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Awards 5

  1. 電気化学会フェロー

    2020.3   公益社団法人 電気化学会  

    　More details

    Award type：Award from Japanese society, conference, symposium, etc.  Country：Japan

  2. 平成29年度 電気化学会学術賞

    2017.3   電気化学会   精密ナノ構造制御による金属・半導体粒子の高機能化と応用

    鳥本　司

    　More details

    Award type：Award from Japanese society, conference, symposium, etc.  Country：Japan

  3. 第30回 光化学協会賞

    2016.9   光化学協会   半導体ナノ粒子の微細構造制御と光機能材料開発

    鳥本　司

    　More details

    Award type：Award from Japanese society, conference, symposium, etc.  Country：Japan

  4. 第30回永井科学技術財団賞　学術賞

    2013.3   永井科学技術財団  

    　More details

    Country：Japan

  5. 2001 Electrochemical Society of Japan Award for Young Electrochemists

    2001.4   The Electrochemical Society of Japan  

    　More details

    Country：Japan

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Papers 257

  1. Controlling optical properties and electronic energy structure of I–III–VI semiconductor quantum dots for improving their photofunctions Invited Reviewed

    Tsukasa Torimoto, Tatsuya Kameyama, Taro Uematsu, Susumu Kuwabata

    JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY C-PHOTOCHEMISTRY REVIEWS   Vol. 54   page： 100569   2023.3

    　More details

    Authorship：Last author,　Corresponding author   Language：English   Publishing type：Research paper (scientific journal)  

    DOI： 10.1016/j.jphotochemrev.2022.100569

    Web of Science

  2. Utilization of platinum nanoclusters (Ptn (n ≤ ca. 15)) as a co-catalyst for photocatalytic hydrogen evolution

    Ohnuma, A; Torimoto, T

    INORGANIC CHEMISTRY COMMUNICATIONS   Vol. 178   2025.8

    　More details

  3. Enhancing Near-Infrared Photoluminescence of Ag<sub>8</sub>GeS<sub>6</sub> Quantum Dots Through Compositional Fine-Tuning and ZnS Coating for In Vivo Bioimaging Open Access

    Rismaningsih, N; Kubo, J; Soto, M; Akiyoshi, K; Kameyama, T; Yamamoto, T; Yukawa, H; Baba, Y; Torimoto, T

    SMALL     2025.5

    　More details

  4. Inkjet printing of mixed layers comprising multinary semiconductor quantum dots and charge transport materials for light-emitting diode displays Reviewed

    Motomura, G; Ohisa, S; Uematsu, T; Kuwabata, S; Kameyama, T; Torimoto, T; Fujisaki, Y

    JOURNAL OF THE SOCIETY FOR INFORMATION DISPLAY   Vol. 33 ( 2 ) page： 83 - 94   2025.2

    　More details

    Language：English   Publishing type：Research paper (scientific journal)  

    DOI： 10.1002/jsid.2022

    Web of Science

  5. Spectrally Narrow Blue-Light Emission from Nonstoichiometric AgGaS<sub>2</sub> Quantum Dots for Application to Light-Emitting Diodes Reviewed

      Vol. 16 ( 49 ) page： 68169 - 68180   2024.11

    　More details

    Authorship：Last author,　Corresponding author   Language：English   Publishing type：Research paper (scientific journal)  

    DOI： 10.1021/acsami.4c13987

    Web of Science

    PubMed

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Books 18

  1. 金属ナノ粒子の合成／構造制御とペースト化および最新応用展開 Reviewed

    鳥本　司、亀山達矢、津田哲哉、桑畑　進（ Role： Joint author ,  イオン液体／金属スパッタリング法による金属ナノ粒子の合成と機能材料への応用）

    Ｒ＆Ｄ支援センター  2020.12  （ ISBN:978-4-905507-48-2 ）

    　More details

    Total pages：368   Responsible for pages：27-46   Language：Japanese Book type：Scholarly book

  2. Photosynergetic Responses in Molecules and Molecular Aggregates Reviewed

    Tsukasa Torimoto, Tatsuya Kameyama（ Role： Joint author ,  Controlling Optical Properties of Multinary Quantum Dots for Developing Novel Photoelectrochemical Reactions）

    Springer Nature   2020  （ ISBN:978-981-15-5450-6 ）

    　More details

    Total pages：593   Responsible for pages：223-237   Language：English Book type：Scholarly book

    DOI： 10.1007/978-981-15-5451-3

  3. Top-Down Synthesis Methods for Nanoscale Catalysts (M. H. G. Prechtl eds., Nanocatalysis in Ionic Liquids)

    Tsukasa Torimoto, Tatsuya Kameyama and Susumu Kuwabata （ Role： Joint author）

    Wiley   2016.10  （ ISBN:9783527693283 ）

    　More details

    Total pages：300   Language：English Book type：Scholarly book

  4. 高性能電極触媒の開発を目指したイオン液体／金属スパッタリングによる金属ナノ粒子合成（渡邉正義監修，イオン液体研究最前線と社会実装）

    鳥本　司，杉岡大輔，亀山達矢，吉井一記，桑畑　進（ Role： Joint author）

    シーエムシー出版  2016 

    　More details

    Language：Japanese Book type：Scholarly book

  5. ナノコロイド

    寺西利治，鳥本司，山田真美（ Role： Joint author）

    近代科学社  2014  （ ISBN:978-4-7649-5027-6 ）

    　More details

    Language：Japanese

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Presentations 157

  1. 組成制御によるAgGaSe2量子ドットの光化学特性の変調

    浅井 晴香, 秋吉 一孝, 亀山 達矢, 上松 太郎, 鳥本 司

    日本化学会第105回春季年会  2025.3.27  日本化学会

    　More details

    Event date： 2025.3

    Language：Japanese   Presentation type：Oral presentation (general)  

    Venue：吹田   Country：Japan  

  2. イオン液体／金属スパッタリングによるCu3N量子ドットの液相合成と光学特性

    古橋 奈子, 秋吉 一孝, 亀山 達矢, 鳥本 司

    日本化学会第105回春季年会  2025.3.29  日本化学会

    　More details

    Event date： 2025.3

    Language：Japanese   Presentation type：Oral presentation (general)  

    Venue：吹田   Country：Japan  

  3. バイピラミッド型ZnS-AgInS2量子ドットの合成と光触媒への利用

    斎藤 祐摩, 近藤 省吾, 秋吉 一孝, 亀山 達矢, 上松 太郎, 鳥本 司

    日本化学会第105回春季年会  2025.3.29  日本化学会

    　More details

    Event date： 2025.3

    Language：Japanese   Presentation type：Oral presentation (general)  

    Venue：吹田   Country：Japan  

  4. Synthesis of Yolk-Shell Nanoparticles with Hollow Pt Cages and Chiral Au Cores

    Yi Chen, Kazutaka Akiyoshi, Tatsuya Kameyama, Tsukasa Torimoto

    日本化学会第105回春季年会  2025.3.26  日本化学会

    　More details

    Event date： 2025.3

    Language：English   Presentation type：Oral presentation (general)  

    Venue：吹田   Country：Japan  

  5. Synthesis of Zn-doped CuGaS2 nano-disc for photocatalytic hydrogen evolution

    Yuhan Zhang, Kazutaka Akiyoshi, Tatsuya Kameyama, and Tsukasa Torimoto

    日本化学会第105回春季年会  2025.3.26  日本化学会

    　More details

    Event date： 2025.3

    Language：English   Presentation type：Poster presentation  

    Venue：吹田   Country：Japan  

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Research Project for Joint Research, Competitive Funding, etc. 4

  1. Anisotropic Shape Control of Semiconductor Nanoparticles Using Photochemical Techniques and Their Application to Solar Light Energy Conversion Systems

    2010.2 - 2014.3

    　 More details

    Grant type：Competitive

  2. 色素増感太陽電池における増感剤としての半導体ナノ粒子の利用に関する調査

    2005.9 - 2006.3

    新エネルギー・産業技術総合開発機構 

    　 More details

    Grant type：Competitive

  3. 構造の精密制御による高機能半導体ナノ粒子光触媒の開発と環境浄化への応用

    2004 - 2005

    JFE２１世紀財団技術研究助成 

    　 More details

    Grant type：Competitive

  4. 光化学的に構造制御したナノ複合機能材料の創製

    2001.12 - 2005.3

    科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業（個人型研究（さきがけタイプ）） 

    　 More details

    Grant type：Competitive

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KAKENHI (Grants-in-Aid for Scientific Research) 16

  1. Preparation of Quantum Dot Hybrid Arrays for the Application to Light Conversion Systems

    Grant number：22K19083  2022.6 - 2024.3

    Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    Torimoto Tsukasa

    　 More details

    Authorship：Principal investigator  Grant type：Competitive

    Grant amount：\6500000 （ Direct Cost: \5000000 、 Indirect Cost：\1500000 ）

    A monolayer film composed of metal-semiconductor composite nanoparticles was fabricated by sequentially sputter-depositing metals onto an ionic liquid surface. At first, Au was sputter-deposited onto the ionic liquid, forming a monolayer film of Au nanoparticles on the liquid surface. Subsequently, Ni was sputter-deposited onto this film and then air-oxidized to produce a monolayer film of Au-NiOx composite nanoparticles. This film was transferred onto a glassy carbon electrode substrate using a horizontal deposition method. The cyclic voltammogram of the Au-NiOx composite revealed an oxidation peak corresponding to the oxidation of Ni(II) to Ni(III), in addition to the reduction peak of the AuOx monolayer on the Au surface. This confirms the formation of a monolayer film composed of Au-NiOx metal-semiconductor composite nanoparticles using a method involving sequential metal sputtering onto an ionic liquid.

  2. 未利用な太陽光エネルギーを利用する多元量子ドット光触媒の開発

    Grant number：22H00341  2022.4 - 2026.3

    科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    鳥本 司

    　 More details

    Authorship：Principal investigator  Grant type：Competitive

    Grant amount：\42770000 （ Direct Cost: \32900000 、 Indirect Cost：\9870000 ）

    低次元材料である量子ドットは、極めて大きな比表面積をもつ非平衡材料であり、他の物質との相溶性や非化学量論組成が大幅に拡大するので、材料設計の自由度が大きい。これを利用して本研究課題では、多元半導体（３元素以上）の化学組成・非化学量論性と異種元素のドープ量を精密に制御し、量子ドットの電子構造を自在に制御する。さらに、結晶成長の異方性を発現させて量子ドットの粒子形状・ナノ構造の精密制御法を確立する。これらにより、太陽光を高効率に利用する新規光触媒反応系の構築を目指す。
    低次元材料である量子ドットは、極めて大きな比表面積をもつ非平衡材料であり、他の物質との相溶性や非化学量論組成が大幅に拡大するので、材料設計の自由度が大きい。現在、高毒性元素を含むCdSe,CdTe,PbSなどの二元半導体量子ドットが主な研究対象となっているが、その利用範囲は厳しく制限されており実用化が困難な材料といえる。そこで本研究課題では、低毒性元素からなる多元半導体（３元素以上）の化学組成・非化学量論性と異種元素のドープ量を精密に制御し、量子ドットの電子構造を自在に制御することを目指す。本年度は、近赤外光領域にバンドギャップ（Eg）をもつ新規多元量子ドットの合成を継続して行うと共に、光電変換特性に及ぼす粒子組成・サイズの影響を評価した。
    近赤外領域にバンドギャップを持つ半導体としてAgBiS2を選び、、液相化学合成により粒子サイズと組成の制御を行った。反応温度を100oCから200oCへ上昇させると、量子ドットのサイズが2.6 nmから8.1 nmに増大した。粒子組成は、反応温度の上昇に伴ってAg割合が増大し、150℃以上で合成した量子ドットでは、AgBiS2の化学量論組成に近い値を示した。化学量論組成のAg-Bi-S量子ドットをITO電極上に担持して光電気化学特性を評価したところp型半導体の光応答が得られ、その光電流の立ち上がり電位は価電子帯準位によく一致した。光電流の作用スペクトルを測定から、近赤外光照射によって光電流が生成したことがわかった。一方で、Ag含有率の少ない量子ドットは、バンドギャップ内に光電流の立ち上がり電位を示し、再結合中心となる欠陥サイトがバンドギャップ内に存在することが示唆された。以上のように、粒子内の欠陥準位を精度良く制御することで、効率よく光エネルギー変換できるAg-Bi-S量子ドットが作製できることを明らかにした。
    近赤外光領域にエネルギーギャップを有する金属カルコゲナイド化合物半導体の１つであるAgBiS2を対象として、Ag-B-S量子ドットの液相化学合成に成功し、粒子サイズと組成を高精度に制御することに成功した。さらにAg-B-S量子ドットの電子エネルギー構造が化学組成により大きく変化することを解明し、量子ドットの光エネルギー変換特性に大きな影響を及ぼす欠陥準位の存在とそのエネルギーレベルを見積もることに成功した。
    これらの成果は、当初の計画に予定していたものであり、「おおむね順調に進展している」と評価した。
    前年度までに行った低毒性多元量子ドットの精密液相合成法の開発と、サイズ・形状制御による電子エネルギー構造の制御を引き続き行うとともに、その光触媒活性を評価し、量子ドット光触媒の作製と高活性化のための設計指針を得る。

  3. Fabrication of highly efficient photofunctional devices with heterojunctioned quantum dots

    Grant number：18K19128  2018.6 - 2020.3

    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    Torimoto Tsukasa

    　 More details

    Authorship：Principal investigator 

    Grant amount：\6240000 （ Direct Cost: \4800000 、 Indirect Cost：\1440000 ）

    We developed a solution-phase method for synthesizing high-quality multinary quantum dots (QDs) composed of less toxic elements, in which harmful defect sites for photo-generated charge carriers were mostly eliminated. Furthermore, the chemical compositions of QDs were precisely controlled to tune their electronic energy structures. The obtained QDs exhibited photoluminescence properties, photoelectrochemical properties, and photocatalytic activities, being dependent on the sizes and shapes of QDs and their chemical compositions. These results indicate that less-toxic multinary quantum dots obtained in this study are useful as photo-functional materials in practical applications.

  4. Preparation of Multinary Alloy Nanostructures via Non-equilibrium Processes and Their Electrocatalytic Activities

    Grant number：18H03927  2018.4 - 2022.3

    Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    Tsukasa Torimoto

    　 More details

    Authorship：Principal investigator  Grant type：Competitive

    Grant amount：\44460000 （ Direct Cost: \34200000 、 Indirect Cost：\10260000 ）

    Alloy nanoparticles composed of multinary elements are expected to exhibit various functions. The preparation of multinary alloy nanoparticles, however, has been very difficult with use of conventional methods, because it requires more precise controls of the particle composition and size as the number of constituent metal elements increases. In this study, we used a non-equilibrium process, that is, an ionic liquid/metal sputtering method, to synthesize nanoparticles composed of non-equilibrium alloys, which were difficult to be prepared by conventional chemical methods. Furthermore, we evaluated electrocatalytic activities of obtained multinary alloy nanoparticles for various electrode reactions, in which the activities were strongly dependent on the particle compositions. Since our methods enable to obtain novel non-equilibrium alloy nanoparticles, we can use these to develop novel highly functional electrocatalysts.

  5. 量子ドットの非線形光応答を用いる新規電気化学反応系の開拓

    Grant number：17H05254  2017.4 - 2019.3

    新学術領域研究(研究領域提案型)

    鳥本 司

    　 More details

    Authorship：Principal investigator 

    Grant amount：\7930000 （ Direct Cost: \6100000 、 Indirect Cost：\1830000 ）

    量子ドットを光吸収層として用い、高効率な可視光駆動型光触媒システムの開発が活発に行われている。光触媒活性を向上させる手法の1つとして半導体への異種金属ドーピングがあり、キャリア濃度を増加させて効率よく光触媒反応を進行させることができる。そこで本研究では、ロッド形状をもつZnS-AgInS2（ZAIS）量子ドットにZn2+イオンと同等のイオン半径を持つMg2+イオンをドープし、光触媒活性に及ぼす影響を評価した。
    Mg2+ドープZAIS量子ドット(Mg-ZAIS)は、対応する金属酢酸塩を、オレイルアミン中250 ℃で、硫黄化合物と反応させることによって作製した。得られたMg-ZAIS量子ドットを、正孔捕捉剤としてNa2Sを含む水/2-プロパノール混合溶液(1 : 1)に分散させてXeランプを照射(λ＞350 nm)し、発生した水素量を定量することによって光触媒活性を評価した。
    Mg-ZAIS量子ドット中のMg2+含有割合は、仕込み金属組成に関わらず、全金属原子に対して約2～4%とほぼ一定であった。Mg-ZAIS量子ドットの粒子形状はロッド形状であり、粒子中のZn2+含有割合を増加させると、ロッド幅（約5 nm）をほとんど変化させることなく、ロッド長さを16 nmから23 nmまで増加させることができた。ロッド形状をもつZAISおよびMg-ZAIS量子ドットに光照射すると、いずれの場合においても光照射時間とともに水素発生量がほぼ直線的に増加した。さらにMg-ZAIS量子ドットの水素発生速度は、ZAIS量子ドットのものよりも約3倍大きくなった。このことは、Mg2+がZAIS結晶内の金属カチオンと置換してドープされることで、量子ドット中のキャリア濃度が増大し、H+への光励起電子移動がより効率よく起こったためと考えられる。
    平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
    平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

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Teaching Experience (Off-campus) 1

  1. マテリアル化学特別講義Ⅱ-2

    2006.4 - 2007.3 （大阪大学）

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Social Contribution 2

  1. ノーベル賞が未来を照らす！ 化学賞＆物理学賞 徹底解説ＳＰ

    Role(s)：Appearance,　Commentator,　Media coverage

    NHK  サイエンスZERO  2023.12

  2. はかせとあそぼ！花から太陽電池を作ろう！

    Role(s)：Advisor,　Demonstrator

    トヨタ産業技術記念館  週末ワークショップ  2023.8

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Media Coverage 1

  1. 名大 量子ドット研究 Newspaper, magazine

    中日新聞  中日新聞  ノーベル賞と中部 科学の現場から  2023.12

    　More details

    Author：Other 

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