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Laser induced local functional control of hybrid thin films

Research Project

Project/Area Number 16K05903
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Organic and hybrid materials
Research InstitutionKyoto Institute of Technology

Principal Investigator

Matsukawa Kimihiro  京都工芸繊維大学, 新素材イノベーションラボ, 特任教授 (90416321)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中 建介  京都工芸繊維大学, 分子化学系, 教授 (70227718)
渡瀬 星児  地方独立行政法人大阪市立工業研究所, 電子材料研究部, 研究主任 (60416336)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords有機無機ハイブリッド / 金ナノ粒子 / レーザー描画 / シルセスキオキサン / マイクロ・ナノデバイス / 複合材料・物性 / ナノ材料 / 先端機能デバイス
Outline of Final Research Achievements

Polysilsesquioxane (PSQ) is an organic-inorganic hybrid material based on siloxane structure with organic functional groups. In this study, PSQ thin films contained gold nanoparticles were prepared, and blue-violet laser (405 nm) was directly drawn onto them to form patterns. The reducibility of gold ions and the protection of nanoparticles in PSQ are necessary for the formation of gold nanoparticles. The optimum composition ratio for obtaining the maximum plasmon absorption was determined. After laser direct drawing onto gold nanoparticle dispersed PSQ thin film, the micron size pattern formation was successfully generated. It was confirmed that the pattern depth changes depending on the content of gold nanoparticles.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

シロキサン骨格の有機無機ハイブリッド材料であるポリシルセスキオキサン(PSQ)に、金ナノ粒子を安定に導入させることに成功した。PSQ薄膜中に金ナノ粒子を形成するために、還元基と保護基を有する新規なPSQを合成し、ナノ粒子特有のプラズモン吸収を活用した機能性を調べた。プラズモン吸収帯に発光波長を持つブルーバイオレットレーザー(405nm)を照射して、直接描画できることを見出した。耐熱性に優れた有機無機ハイブリッド薄膜に、幅がミクロンサイズで、深さが数100ナノメートルの描画パターンが得られた。これらは、光反射率、導電性を変化させることができるので、新しいデバイス作成に活用できると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (83 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (14 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (60 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 26 results) Book (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (6 results) (of which Overseas: 3 results)

  • [Journal Article] Optical Properties of Nanoparticle Hybrid Thin Film2019

    • Author(s)
      松川 公洋
    • Journal Title

      NIHON GAZO GAKKAISHI (Journal of the Imaging Society of Japan)

      Volume: 58 Issue: 1 Pages: 131-137

    • DOI

      10.11370/isj.58.131

    • NAID

      130007592944

    • ISSN
      1344-4425, 1880-4675
    • Year and Date
      2019-02-10
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      Daisuke Maeda, Kimihiro Matsukawa, Yasunari Kusaka, Yoshiro Kaneko
    • Journal Title

      Polymer Journal

      Volume: 51 Issue: 4 Pages: 439-447

    • DOI

      10.1038/s41428-018-0151-6

    • NAID

      40021935912

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    • Author(s)
      Nagaki Aiichiro、Hirose Katsuyuki、Moriwaki Yuya、Takumi Masahiro、Takahashi Yusuke、Mitamura Koji、Matsukawa Kimihiro、Ishizuka Norio、Yoshida Jun-ichi
    • Journal Title

      Catalysts

      Volume: 9 Issue: 3 Pages: 300-300

    • DOI

      10.3390/catal9030300

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      松川公洋
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      H. Hatta, Y. Miyagawa, T. Nagase, T. Kobayashi, T. Hamada, S. Murakami, K. Matsukawa, and H. Naito
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      Applied Sciences

      Volume: 8 Issue: 9 Pages: 1493-1493

    • DOI

      10.3390/app8091493

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      Oban Ryohei、Matsukawa Kimihiro、Matsumoto Akikazu
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      Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry

      Volume: 56 Issue: 20 Pages: 2294-2302

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      10.1002/pola.29202

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      松川公洋
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      接着の技術

      Volume: 37 Pages: 1-7

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      40021501039

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      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      Volume: 344 Pages: 178-183

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2017.05.011

    • NAID

      120006712083

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020013

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      Imoto Hiroaki、Nishiyama Shintaro、Yumura Takashi、Watase Seiji、Matsukawa Kimihiro、Naka Kensuke
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      Volume: 46 Issue: 25 Pages: 8077-8082

    • DOI

      10.1039/c7dt01383c

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      Shiori Takahashi,Shuhei Hotta,Akira Watanabe,Naokazu Idota, Kimihiro Matsukawa,Yoshiyuki Sugahara
    • Journal Title

      ACS Appl.Mater.Interfaces

      Volume: 9 Issue: 2 Pages: 1907-1912

    • DOI

      10.1021/acsami.6b13208

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      1.Takeuchi, N.; Tazawa, S.; Matsukawa, K.; Sugahara, Y.; Nakahodo, T.; *Fujihara, H.
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 46 Issue: 3 Pages: 354-356

    • DOI

      10.1246/cl.161057

    • NAID

      130005436565

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    • Author(s)
      Kazuya Murakami, Yousuke Ooyama, Seiji Watase, Kimihiro Matsukawa, Shun Omagari, Takayuki Nakanishi, Yasuchika Hasegawa, Kei Inumaru, Joji Ohshita
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 45 Issue: 5 Pages: 502-504

    • DOI

      10.1246/cl.160036

    • NAID

      130005150490

    • ISSN
      0366-7022, 1348-0715
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    • Author(s)
      Hiroaki Imoto, Susumu Tanaka, Takuji Kato, Takashi Yumura, Seiji Watase, Kimihiro Matsukawa, Kensuke Naka
    • Journal Title

      Organometallics

      Volume: 35 Issue: 21 Pages: 3647-3650

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.6b00614

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      Satoshi Maeda,Masato Fujita,Naokazu Idota,Kimihiro Matsukawa,Yoshiyuki Sugahara
    • Journal Title

      ACS Appl.Mater.Interfaces

      Volume: 8 Issue: 50 Pages: 34762-34769

    • DOI

      10.1021/acsami.6b10427

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      松川公洋
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      Matsukawa, K.; Sasaki, A.; Mitamura, K.; Watase, S.; Imoto, H.; Naka, K.
    • Organizer
      5th International Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials
    • Place of Presentation
      Lisbon Congress Centre, (Portugal)
    • Year and Date
      2017-03-09
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      松川公洋
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      広島大学(東広島市)
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      2017-02-22
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    • Year and Date
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      Matsukawa, K.; Sasaki, A.; Mitamura, K.; Watase, S.
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      2017-01-18
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      中村優志・小野凌平・御田村紘志・榎本博行・松川公洋・渡瀬 星児
    • Organizer
      第66回高分子学会討論会
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      松川公洋
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      第65回 UV/EB研究会
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      松川公洋
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      Kimihiro Matsukawa
    • Organizer
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      Kimihiro Matsukawa
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      Kimihiro Matsukawa
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      NDSU-KU Joint Symposium on Biotechnology, Nanomaterials and Polymers
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      Kimihiro MATSUKAWA, Atsushi SASAKI, Koji MITAMURA, Seiji WATASE, Kensuke NAKA
    • Organizer
      JSPM International Conference on Powder and Powder Metallurgy
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      松川公洋
    • Organizer
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      松川公洋
    • Organizer
      第6回CSJ化学フェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都)
    • Year and Date
      2016-11-15
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      Matsukawa, K
    • Organizer
      2nd KU-NDSU Joint Symposium on Biotechnology, Nanomaterials and Polymers
    • Place of Presentation
      Kagoshima Univ.(鹿児島市)
    • Year and Date
      2016-11-01
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    • Author(s)
      Matsukawa, K.; Nishio, K.; Urano, I.; Tohmori, D.; Mitamura, K.; Watase, S
    • Organizer
      RadTech Asia 2016
    • Place of Presentation
      Hilton Tokyo Odaiba(東京都)
    • Year and Date
      2016-10-27
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    • Author(s)
      松川公洋
    • Organizer
      第20回ケイ素化学協会シンポジウム
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      安芸グランドホテル(廿日市市)
    • Year and Date
      2016-10-07
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      渡瀬星児,中村優志,御田村紘志,松川公洋
    • Organizer
      第20回ケイ素化学協会シンポジウム
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      安芸グランドホテル(廿日市市)
    • Year and Date
      2016-10-07
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      渡瀬星児, 井元靖博,中村優志,御田村紘志,渡辺 充,西岡 昇,内藤裕義,松川公洋
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      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学(横浜市)
    • Year and Date
      2016-09-16
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      山下 毅,西山寛樹,稲木信介,冨田育義,渡瀬星児,松川公洋
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学(横浜市)
    • Year and Date
      2016-09-16
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      松川公洋
    • Organizer
      第65回高分子討論会
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      神奈川大学(横浜市)
    • Year and Date
      2016-09-15
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      青山 博,榎本航之,菊地守也,川口正剛,松川公洋
    • Organizer
      第65回高分子討論会
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      神奈川大学(横浜市)
    • Year and Date
      2016-09-15
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    • Author(s)
      松川公洋
    • Organizer
      第35回無機高分子シンポジウム
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      東京理科大学(東京都)
    • Year and Date
      2016-06-24
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  • [Presentation] 無機物/ポリマーの界面制御によるハイブリッド材料の創成2016

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      松川公洋
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      2016年度日本接着学会関西支部講演会
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      大阪府立大学(大阪市)
    • Year and Date
      2016-06-08
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  • [Presentation] Thiol-ene 反応を用いた有機無機ハイブリッド光学材料の創製2016

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      青山 博,榎本航之,菊地守也,鳴海 敦,川口正剛,松川公洋
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
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      神戸国際会議場(神戸市)
    • Year and Date
      2016-05-26
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      山下 毅,西山寛樹,稲木信介,冨田育義,渡瀬星児,松川公洋
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
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      神戸国際会議場(神戸市)
    • Year and Date
      2016-05-26
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    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
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      神戸国際会議場(神戸市)
    • Year and Date
      2016-05-26
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    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
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      神戸国際会議場(神戸市)
    • Year and Date
      2016-05-25
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      松川公洋
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      粉体粉末冶金協会平成28年度春季大会
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      京都工芸繊維大学(京都市)
    • Year and Date
      2016-05-24
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  • [Presentation] 有機無機ハイブリッドより創出される光学材料2016

    • Author(s)
      松川公洋
    • Organizer
      第63回中国四国産学連携科学フォーラム
    • Place of Presentation
      広島大学(東広島市)
    • Year and Date
      2016-04-08
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  • [Book] 光機能性有機・高分子材料における新たな息吹2019

    • Author(s)
      監修: 市村國宏
    • Total Pages
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    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781314143
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    • Author(s)
      Editors: Yoshiki Chujo
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    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9789811328893
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      幸塚広光
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    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781312583
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] エポキシ硬化用化合物及びエポキシ樹脂組成物2019

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      中建介、松川公洋、川崎徳明、池下真二、竹綱啓尚
    • Industrial Property Rights Holder
      京都工芸繊維大学、堺化学工業
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-065899
    • Filing Date
      2019
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      吉山和秀、中 建介、松川公洋
    • Industrial Property Rights Holder
      関東電化工業、京都工芸繊維大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-163218
    • Filing Date
      2017
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    • Inventor(s)
      西岡、前田、石倉、松川、柏木、斉藤
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪市立工業研究所, 住友精化
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2016
    • Acquisition Date
      2019
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] Metal oxide dispersion, polymerizable composition comprising the metal oxide dispersion, and polymer thereof2016

    • Inventor(s)
      松川公洋,渡瀬星児,平田 学
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪産業技術研究所、大八化学工業
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2016
    • Acquisition Date
      2018
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] Method for producing thin film having high refractive index and high transparency, and thin film produced by the method2016

    • Inventor(s)
      松川公洋,渡瀬星児,御田村紘志,平田 学
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪産業技術研究所、大八化学工業
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2016
    • Acquisition Date
      2017
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 無機充填材の表面処理方法2016

    • Inventor(s)
      松川公洋,渡瀬星児,御田村紘志,吉山和秀
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪市立工業研究所、関東電化工業
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2016-05-18
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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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