2025/08/23 更新

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トリモト ツカサ
鳥本 司
TORIMOTO Tsukasa
所属
未来社会創造機構 量子化学イノベーション研究所 量子制御技術部門 教授
大学院工学研究科 教授
大学院担当
大学院工学研究科
職名
教授
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学位 1

  1. 博士(工学) ( 1994年9月   大阪大学 ) 

研究キーワード 7

  1. イオン液体

  2. 光エネルギー変換

  3. ナノ構造体

  4. 光電気化学

  5. 光触媒

  6. 金属ナノ粒子

  7. 半導体ナノ粒子

研究分野 5

  1. その他 / その他  / 機能材料・デバイス

  2. ナノテク・材料 / エネルギー化学  / 電気化学

  3. その他 / その他  / ナノ粒子

  4. その他 / その他  / 複合材料・物性

  5. その他 / その他  / 物理化学

現在の研究課題とSDGs 5

  1. イオン液体を用いるナノ粒子合成と応用

  2. ナノ構造制御による電極表面の高機能化と高効率な燃料電池の開発

  3. 高効率な光エネルギー変換システムのための光機能性材料の設計・作製

  4. 発光波長を自在に制御できる半導体ナノ粒子集積体の開発

  5. 無機半導体ナノハイブリッドの光化学的構造制御と光触媒への応用

経歴 3

  1. 名古屋大学大学院教授(工学研究科)

    2005年4月

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    国名:日本国

  2. 北海道大学助教授(触媒化学研究センター)

    2000年10月 - 2005年3月

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    国名:日本国

  3. 大阪大学助手(工学部)

    1994年10月 - 2000年9月

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    国名:日本国

学歴 2

  1. 大阪大学   工学研究科   応用化学専攻

    - 1994年

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    国名: 日本国

  2. 大阪大学   工学部   応用化学科

    - 1990年

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    国名: 日本国

所属学協会 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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受賞 5

  1. 電気化学会フェロー

    2020年3月   公益社団法人 電気化学会  

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  2. 平成29年度 電気化学会学術賞

    2017年3月   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

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  3. 第30回 光化学協会賞

    2016年9月   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

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  4. 第30回永井科学技術財団賞 学術賞

    2013年3月   永井科学技術財団  

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    受賞国:日本国

  5. 平成13年度 電気化学会進歩賞・佐野賞

    2001年4月   電気化学会  

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    受賞国:日本国

    受賞題目: 半導体粒子の機能化と光電気化学特性制御

 

論文 257

  1. Controlling optical properties and electronic energy structure of I-III-VI semiconductor quantum dots for improving their photofunctions 招待有り 査読有り

    Torimoto, T; Kameyama, T; Uematsu, T; Kuwabata, S

    JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY C-PHOTOCHEMISTRY REVIEWS   54 巻   頁: 100569   2023年3月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    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   178 巻   2025年8月

  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年5月

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

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

    JOURNAL OF THE SOCIETY FOR INFORMATION DISPLAY   33 巻 ( 2 ) 頁: 83 - 94   2025年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    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 査読有り

      16 巻 ( 49 ) 頁: 68169 - 68180   2024年11月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acsami.4c13987

    Web of Science

    PubMed

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書籍等出版物 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 査読有り

    鳥本 司、亀山達矢、津田哲哉、桑畑 進( 担当: 共著 ,  範囲: 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年12月  ( ISBN:978-4-905507-48-2

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    総ページ数:368   担当ページ:27-46   記述言語:日本語 著書種別:学術書

  2. Photosynergetic Responses in Molecules and Molecular Aggregates 査読有り

    Tsukasa Torimoto, Tatsuya Kameyama( 担当: 共著 ,  範囲: Controlling Optical Properties of Multinary Quantum Dots for Developing Novel Photoelectrochemical Reactions)

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

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    総ページ数:593   担当ページ:223-237   記述言語:英語 著書種別:学術書

    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 ( 担当: 共著)

    Wiley   2016年10月  ( ISBN:9783527693283

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    総ページ数:300   記述言語:英語 著書種別:学術書

  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( 担当: 共著)

    シーエムシー出版  2016年 

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

  5. ナノコロイド

    寺西利治,鳥本司,山田真美( 担当: 共著)

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

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    記述言語:日本語

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講演・口頭発表等 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年3月27日  日本化学会

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    開催年月日: 2025年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:吹田   国名:日本国  

  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年3月29日  日本化学会

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    開催年月日: 2025年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:吹田   国名:日本国  

  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年3月29日  日本化学会

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    開催年月日: 2025年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:吹田   国名:日本国  

  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年3月26日  日本化学会

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    開催年月日: 2025年3月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:吹田   国名:日本国  

  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年3月26日  日本化学会

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    開催年月日: 2025年3月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:吹田   国名:日本国  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 4

  1. 光による半導体ナノ粒子の異方性形状制御とエネルギー変換材料への応用

    2010年2月 - 2014年3月

    先端研究助成基金助成金(最先端・次世代研究開発支援プログラム) 

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    資金種別:競争的資金

    化石エネルギー枯渇問題や地球温暖化問題を解決できる最も有力な方法の1つが、太陽光エネルギーの高効率利用である。しかし、最も一般的に使用されているシリコン電池では、最高でも太陽光エネルギーの約30%しか利用できないために、より高い効率の太陽電池が切望され、世界的な開発競争が行われている。
     本研究では、可視光域に吸収をもつ半導体ナノ粒子に着目し、これを太陽電池の光吸収材料とする量子ドット太陽電池を作製して、新たな光エネルギー変換システムを開発する。

  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年9月 - 2006年3月

    新エネルギー・産業技術総合開発機構 

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    資金種別:競争的資金

  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年 - 2005年

    JFE21世紀財団技術研究助成 

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    資金種別:競争的資金

  4. 光化学的に構造制御したナノ複合機能材料の創製

    2001年12月 - 2005年3月

    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)) 

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    資金種別:競争的資金

科研費 17

  1. ダブルへテロ接合をもつ多元量子ドットの合成と非線形な発光機能の発現

    研究課題/研究課題番号:25K22295  2025年6月 - 2027年3月

    科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    鳥本 司

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:6500000円 ( 直接経費:5000000円 、 間接経費:1500000円 )

  2. 量子ドットを用いる次元ハイブリッド集積体の創製と量子・光システム開拓

    研究課題/研究課題番号:22K19083  2022年6月 - 2024年3月

    科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    鳥本 司

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:6500000円 ( 直接経費:5000000円 、 間接経費:1500000円 )

    本研究は、イオン液体に減圧下で金属スパッタ蒸着することで、単分散な金属ナノ粒子を高精度に作製する手法(イオン液体/金属スパッタ蒸着法)を応用し、イオン液体表面に一次元の異方性をもつヘテロ接合ナノロッド粒子を精密に作製する。さらに、ロッド粒子の異方性をそろえて三次元的に電極上に積層して、新規なナノ粒子集積体を創製する。
    イオン液体表面に金属を逐次的にスパッタ蒸着することで、金属-半導体複合ナノ粒子からなる単粒子膜を作製した。まず、イオン液体にAuをスパッタ蒸着して、Auナノ粒子単粒子膜を液体表面に作製した。これにNiをスパッタ蒸着して空気酸化し、Au-NiOx複合ナノ粒子単粒子膜とした。水平付着法によってグラッシーカーボン電極基板に写し取り、Au-NiOx複合ナノ粒子単粒子膜のサイクリックボルタモグラムを測定した。Au表面の酸化皮膜の還元ピークに加えて、Ni(II)のNi(III)への酸化ピークが観測された。このことから、Au-NiOx金属-半導体複合ナノ粒子からなる単粒子膜の生成が確認できた。
    金属・半導体からなるナノ粒子は、サイズや形状に依存して物理化学特性が大きく異なる。さらにナノ粒子を異なる材料と複合化させると、ナノ粒子の形状を維持したまま特性を変調でき、触媒活性・光特性の向上を目指して活発に研究されている。本研究では、従来の液相化学合成法とは異なるイオン液体/金属スパッタ蒸着法を用い、新らたな複合ナノ粒子の合成法を確立した。さらに得られた複合ナノ粒子の自己組織化による単粒子層形成を確認できた。この方法をさらに発展させることで、従来法では作製困難な複合ナノ粒子集積体が作製できるようになり、新たな機能材料開発の手法になると期待される。

  3. 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

    研究課題/研究課題番号:22H00341  2022年4月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    鳥本 司

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:42770000円 ( 直接経費:32900000円 、 間接経費:9870000円 )

    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。

  4. ヘテロ接合量子ドットを用いる超高効率デバイス開発

    研究課題/研究課題番号:18K19128  2018年6月 - 2020年3月

    挑戦的研究(萌芽)

    鳥本 司

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:6240000円 ( 直接経費:4800000円 、 間接経費:1440000円 )

    光キャリアに影響を及ぼすような欠陥準位が少ない高品質な低毒性多元量子ドットの合成法を確立した。さらにその組成制御を高精度に行い、多元量子ドットの電子エネルギー構造を精密制御した。得られた量子ドットの発光特性、光電気化学特性、光触媒活性を評価することで、量子ドットの粒子形状、組成、電子エネルギー構造が及ぼす影響を解明した。これらの結果は、本研究で得た低毒性量子ドットが、実用化可能な光機能材料として有用であることを示す。
    低毒性なI-III-VI族元素をベースとする多元半導体量子ドットを液相化学合成法により作製した。さらに異なる半導体と接合させる、あるいは多元量子ドットの粒子組成を空間的に変調させることによって、粒子内部にヘテロ接合を形成させ、多元量子ドットの光化学特性を大きく向上することができた。本研究で開発した新規な低毒性多元量子ドットは、実用化が可能な材料であり、様々な分野での利用が期待される。

  5. 非平衡プロセスによる新規多元金属ナノ構造体の作製と高活性電極触媒開発

    研究課題/研究課題番号:18H03927  2018年4月 - 2022年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    鳥本 司, 亀山 達矢

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:44460000円 ( 直接経費:34200000円 、 間接経費:10260000円 )

    ナノ粒子を多元素化することにより多様な機能が期待できるものの、構成金属元素が多くなるほど組成や粒子サイズの制御が難しくなる。従って多元金属ナノ粒子の高精度な制御法が開発できれば、ナノ粒子触媒の活性を効率よく向上できる手法となると期待される。そこで本研究では、イオン液体/金属スパッタリング法を用いて、従来の液相化学合成法では作製が困難な非平衡な合金からなるナノ粒子の合成を行った。さらにこれらを電極触媒として用い、その組成が触媒活性に及ぼす影響を明らかにした。この手法では、非平衡な多元ナノ粒子が得られるので、従来とは異なる高機能な電極触媒の開発が期待される。
    イオン液体/金属スパッタリング法によって、これまでの液相化学合成法では作製が困難な非平衡な合金からなるナノ粒子が作製できることを実証した。得られた合金ナノ粒子は、組成に依存した電極触媒活性を示し、燃料電池用の触媒開発に大いに役立つと期待される。さらに本手法では三元合金ナノ粒子の合成と精密組成制御が可能であったので、さらに多様な多元合金ナノ粒子の開発にも応用できると期待される。得られる多元合金ナノ粒子は、高活性な電極触媒作製に役立つばかりではなく、半導体光触媒あるいは量子ドット光触媒の助触媒としても有用であり、今後、光-化学エネルギー変換システムの高効率化にも役立つと期待される。

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担当経験のある科目 (本学以外) 1

  1. マテリアル化学特別講義Ⅱ-2

    2006年4月 - 2007年3月 大阪大学)

 

社会貢献活動 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

    役割:出演, コメンテーター, 取材協力

    NHK  サイエンスZERO  2023年12月

  2. はかせとあそぼ!花から太陽電池を作ろう!

    役割:助言・指導, 実演

    トヨタ産業技術記念館  週末ワークショップ  2023年8月

メディア報道 1

  1. 名大 量子ドット研究 新聞・雑誌

    中日新聞  中日新聞  ノーベル賞と中部 科学の現場から  2023年12月

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    執筆者:本人以外