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希土類ナノ結晶の表面機能化と光磁気特性

Research Project

Project/Area Number 14J01186
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Functional solid state chemistry
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

川島 祥  北海道大学, 総合化学院, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsナノ材料 / 希土類 / ファラデー効果 / 光磁気特性 / ナノ表面・界面
Outline of Annual Research Achievements

希土類ナノ結晶の表面機能化と光磁気特性評価の研究として、新規希土類ナノ結晶の開発と、ナノ複合体への光照射に伴う光磁気特性の変化について検討した。
新規希土類ナノ結晶の開発として、メタノールやhfa配位子、tppo配位子により構成される4種類のTb錯体を合成し、オレイルアミン中での加熱分解により組成の異なるTb化合物 (Tb2O3、TbOF、TbF3) ナノ結晶を合成した。また合成したTb錯体の中でもTb(III)(hfa)3(methanol)2錯体は、オレイルアミン中での加熱温度によって形成する組成や形状が変化することがわかり、合成条件を変化させることで任意の化合物を合成可能であることが明らかとなった。
次に、EuS-Auナノ複合体について、可視光照射に伴う光磁気特性変化を検討した。EuSとAuのナノ結晶をそれぞれ合成し、1,10-decanedithiolを用いてそれらを結合し、EuS-Auナノ複合体を作製した。XRDとTEMを用いてナノ複合体の形成を確認した。光磁気特性評価は磁気円二色性 (MCD) を用いて行い、メタルハライドランプを用いて試料に光を全照射した。その結果、EuSナノ結晶単体では、光照射によりわずかにMCDの回転角減少が観測されたが、EuS-Auナノ複合体においては大きな減少が観測された。さらに、光の照射と非照射を繰り返して測定を行った所、選択的な回転角の変化を示し、光磁気特性の変化が会合体の凝集や分解ではなく、EuSとAuナノ結晶との間の相互作用に起因していることが明らかとなった。
これらの結果より、希土類ナノ結晶の表面機能化に成功したと考えている。光を照射させることで光磁気特性を大きく変化させることは次世代の光スイッチとして期待できる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Photo-switchable Faraday Effect in EuS-Au Nanosystems2016

    • Author(s)
      A. Kawashima, T. Nakanishi, Y. Kitagawa, K. Fushimi, Y. Hasegawa
    • Journal Title

      physica status solidi (a)

      Volume: 213 Issue: 1 Pages: 178-182

    • DOI

      10.1002/pssa.201532526

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Terbium Oxide, Fluoride, and Oxyfluoride Nanoparticles with Magneto-optical Properties2015

    • Author(s)
      A. Kawashima, T. Nakanishi, Y. Kitagawa, K. Fujita, K. Tanaka, K. Fushimi, M. A. Malik, P. O’Brien, Y. Hasegawa
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 88 Issue: 10 Pages: 1453-1458

    • DOI

      10.1246/bcsj.20150198

    • NAID

      130005102820

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthesis of TbO<i><sub>x </sub></i>Nanoparticles from the Thermal Decomposition of Tb(III) Complexes2015

    • Author(s)
      Akira Kawashima, Takayuki Nakanishi, Yuichi Kitagawa, Koji Fushimi, Yasuchika Hasegawa
    • Journal Title

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology

      Volume: 13 Issue: 0 Pages: 23-26

    • DOI

      10.1380/ejssnt.2015.23

    • NAID

      130004933825

    • ISSN
      1348-0391
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] フッ化テルビウムナノ結晶の合成と光磁気特性2015

    • Author(s)
      川島祥、中西貴之、北川裕一、伏見公志、長谷川靖哉
    • Organizer
      セラミックス協会第28回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県富山市)
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and Magneto-optical Properties of Terbium Compound Nanocrystals2015

    • Author(s)
      Akira Kawashima, Takayuki Nakanishi, Yuichi Kitagawa, Koji Fujita, Katsuhisa Tanaka, Yoshihiro Doi, Yukio Hinatsu, Koji Fushimi, Paul O’Brien, Yasuchika Hasegawa
    • Organizer
      The 9th International Conference on f-Elements 2015
    • Place of Presentation
      オックスフォード、イギリス
    • Year and Date
      2015-09-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis and Magneto-optical Properties of EuS-Au Nanosystems2015

    • Author(s)
      Akira Kawashima, Takayuki Nakanishi, Tamaki Shibayama, Seiichi Watanabe, Koji Fujita, Katsuhisa Tanaka, Hitoshi Koizumi, Koji Fushimi, Yasuchika Hasegawa
    • Organizer
      27th International Conference on Photochemistry
    • Place of Presentation
      済州島、韓国
    • Year and Date
      2015-06-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Magneto-optical Properties of Europium Sulfide Nano-systems Attached with Gold Nanoparticles2015

    • Author(s)
      Akira Kawashima, Takayuki Nakanishi, Tamaki Shibayama, Seiichi Watanabe, Koji Fujita, Katsuhisa Tanaka, Hitoshi Koizumi, Koji Fushimi, Yasuchika Hasegawa
    • Organizer
      The 11th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience
    • Place of Presentation
      済州島、韓国
    • Year and Date
      2015-06-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 酸化テルビウムナノ粒子の磁気およびファラデー回転特性2015

    • Author(s)
      川島祥、中西貴之、北川裕一、伏見公志、長谷川靖哉
    • Organizer
      第32回希土類討論会
    • Place of Presentation
      かごしま県民交流センター(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2015-05-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Auプラズモン電場増強効果によるEuSナノ結晶の光磁気特性変化2015

    • Author(s)
      川島祥、中西貴之、藤田晃司、田中勝久、伏見公志、長谷川靖哉
    • Organizer
      日本セラミックス協会2015年年会
    • Place of Presentation
      岡山大学、岡山県岡山市
    • Year and Date
      2015-03-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸化テルビウムナノ結晶の合成と光磁気特性2014

    • Author(s)
      川島祥、中西貴之、伏見公志、Paul O’Brien、長谷川靖哉
    • Organizer
      2014年光化学討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学、北海道札幌市
    • Year and Date
      2014-10-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of TbOx Nanoparticles from the Thermal Decomposition of Tb(III) Complex2014

    • Author(s)
      Akira Kawashima, Takayuki Nakanishi, Yuichi Kitagawa, Koji Fushimi, Yasuchika Hasegawa
    • Organizer
      15th Chitose International Forum on Photonics Science &Technology “Laser - From Science to Applications”
    • Place of Presentation
      千歳科学技術大学、北海道千歳市
    • Year and Date
      2014-10-02
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and magneto-optical properties of EuS nanocrystals with Au nanoparticles2014

    • Author(s)
      Akira Kawashima, Takayuki Nakanishi, Tamaki Shibayama, Seiichi Watanabe, Koji Fujita, Katsuhisa Tanaka, Hitoshi Koizumi, Koji Fushimi, Yasuchika Hasegawa
    • Organizer
      27th Rare earth research conference 2014
    • Place of Presentation
      カリフォルニア、アメリカ
    • Year and Date
      2014-06-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Remarkable Fadaray Effects of EuS-Au Nanosystems2014

    • Author(s)
      Akira Kawashima, Takayuki Nakanishi, Tamaki Shibayama, Seiichi Watanabe, Koji Fujita, Katsuhisa Tanaka, Hitoshi Koizumi, Koji Fushimi, Yasuchika Hasegawa
    • Organizer
      Frontier Chemistry Center The 2nd International Symposium
    • Place of Presentation
      北海道大学、北海道札幌市
    • Year and Date
      2014-06-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸化テルビウムナノ結晶の合成と光物性評価2014

    • Author(s)
      川島祥、中西貴之、伏見公志、長谷川靖哉
    • Organizer
      第31回希土類討論会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀、東京都江戸川区船堀
    • Year and Date
      2014-05-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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