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透過電子顕微鏡内における電子線照射効果のプラズモニックセンシング

Research Project

Project/Area Number 15F15744
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Nanomaterials engineering
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

三宮 工  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (60610152)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) WADELL CARL  東京工業大学, 物質理工学院, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2015-11-09 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2015: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywordsハイブリッドナノ粒子 / 表面プラズモン / 透過型電子顕微鏡 / カソードルミネセンス / プラズモニクス / 電子顕微鏡
Outline of Annual Research Achievements

透過型電子顕微鏡(TEM)を用いたその場観察手法は近年広く広まってきている。一方で、TEMでは高エネルギー電子線(80-300kV)による観察対象の損傷が無視できない場合がある。この電子線損傷が無視できないときには、特にTEM中その場観察時に、観察対象の変化が本質的なものか電子線損傷かを見分けることが困難となる。本研究は、プラズモニックセンシングを応用し、TEMにおける電子線の影響を定量的に解析するためのプラットフォーム作製を目的としている。平成27年度には、自己組織化によるナノ温度センサー粒子の開発に成功した。28年度からは、二種の相分離系の組成からなるハイブリッドナノ粒子の作製を試み、Ag-Cu粒子を前年度に確立した自己組織化による手法で作製することができた。走査型透過電子顕微鏡による、エネルギー分散分光、電子線エネルギー損失分光、カソードルミネセンス法により、3次元的な組成と局所的な電場、共鳴を測定し、このハイブリッドナノ粒子が特異な光学特性を発現することを見出した。H29年度はこれらの数値的解析をおこなうとともに、更に新たなセンサープラットフォームの作製を行った。これまで自己組織化のみを用いていたが、コロイダルリソグラフィーを応用し、基板レスのナノディスク作製技術を確立した。この手法では、均一なサイズのナノディスクを大量に作製することができ、また基板剥離を行うことで、基板のない状態でTEM測定が可能となる。実際に異なる材料・サイズで、均一なナノディスクを作製することに成功した。また、センサー性能として、これらの光学特性を評価した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Chalmers University of Technology(Sweden)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Nanocuvette: A Functional Ultrathin Liquid Container for Transmission Electron Microscopy2017

    • Author(s)
      Wadell Carl、Inagaki Satoshi、Nakamura Tomiro、Shi Ji、Nakamura Yoshio、Sannomiya Takumi
    • Journal Title

      ACS Nano

      Volume: 11 Issue: 2 Pages: 1264-1272

    • DOI

      10.1021/acsnano.6b05007

    • Related Report
      2017 Annual Research Report 2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Asymmetric Light Absorption and Radiation of Ag-Cu Hybrid Nanoparticles2017

    • Author(s)
      Wadell Carl、Yasuhara Akira、Sannomiya Takumi
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 121 Issue: 48 Pages: 27029-27035

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b09926

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hole-size tuning and sensing performance of hexagonal plasmonic nanohole arrays2016

    • Author(s)
      Takazumi Ohno, Carl Wadell, Satoshi Inagaki, Ji Shi, Yoshio Nakamura, Sachiko Matsushita, Takumi Sannomiya
    • Journal Title

      Optical Materials Express

      Volume: 6 Issue: 5 Pages: 1594-1603

    • DOI

      10.1364/ome.6.001594

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 六方格子プラズモニックナノポア自立膜2017

    • Author(s)
      大野 峻澄, WADELL Carl, 山本 直紀, 三宮 工
    • Organizer
      応用物理学会春季講演会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2017-03-14
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Phase Measurement of Plasmonic Nanoparticles by STEM Cathodoluminescence2017

    • Author(s)
      T. Sannomiya, Z. Thollar, C. Wadell, N. Yamamoto
    • Organizer
      SPP8
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Plasmonic properties of phase separated Ag-Cu nanoparticles2017

    • Author(s)
      C. Wadell, A. Yasuhara, T. Sannomiya
    • Organizer
      SPP8
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ナノキュベット を用いたTEM液中観察2017

    • Author(s)
      Carl Wadell, 稲垣 諭, 史 蹟, 中村 吉男, 三宮 工
    • Organizer
      日本顕微鏡学会
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  • [Presentation] STEMカソードルミネセンスによる光多極子観察と位相測定2017

    • Author(s)
      三宮 工, ソーラ ザック, Carl Wadell, 山本 直紀
    • Organizer
      日本顕微鏡学会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Optical properties of hexagonal plasmonic nanoholes and nanopores2017

    • Author(s)
      J. Kobayashi, T. Ohno, C. Wadell, N. Yamamoto, T. Sannomiya
    • Organizer
      ISSS-8
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Phase Mapping of Plasmonic Nanodisks by STEM Cathodoluminescence2017

    • Author(s)
      T. Matsukata, C. Wadell, N. Yamamoto, T. Sannomiya
    • Organizer
      ISSS-8,
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Plasmonic properties of phase separated Ag-Cu nanoparticles2016

    • Author(s)
      Carl Wadell, Akira Yasuhara, Takumi Sannomiya
    • Organizer
      Optics&Photonics Japan OPJ-OSA joint symposium
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-10-30
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cathodoluminescence for in situ Plasmonic Sensing of Beam Effects2016

    • Author(s)
      C. Wadell, S. Inagaki, H. Ohnishi, T. Sannomiya
    • Organizer
      NFO-14
    • Place of Presentation
      浜松
    • Year and Date
      2016-09-04
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cathodoluminescence for in situ plasmonic sensing of beam effects2016

    • Author(s)
      Carl WADELL, Satoshi INAGAKI, Hiroki OHNISHI, Takumi SANNOMIYA
    • Organizer
      EMC 2016
    • Place of Presentation
      Lyon, France
    • Year and Date
      2016-08-28
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 六角形プラズモニック・ナノホール・アレイのホール径制御とセンシング性能2016

    • Author(s)
      大野 峻澄、ヴァデル カール、史 蹟、中村 吉男、松下 祥子、三宮 工
    • Organizer
      応用物理学会春季講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.iem.titech.ac.jp/~sannomiya/PublicationJP.htm

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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