極微細電子デバイス対応Auシングルナノワイヤネットワークの開発

• Project/Area Number: 21651042
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Nanostructural science
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 小川 智之 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50372305)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2010: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2009: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: ナノ電子デバイス / ナノ構造体合成化学 / 1次元伝導現象 / Auナノワイヤー / 成長メカニズム / 形状制御

Research Abstract

平成22年度はAuナノワイヤーをはじめとするAuナノ構造体の配列体の形成とその物理特性の解明を目的とした研究を行った。Auナノワイヤーのトルエン溶液を電子顕微鏡観察用のグリッド上に滴下後、ゆっくりとトルエンを蒸発させることにより、100本程度のナノワイヤーが自己組織化により整列した集合体が得られた。整列方向を制限するために、樹脂製の回折格子を基板としてナノワイヤー溶液をディップコートしたところ、一次元配列は確認できなかった。これを実現するためには、Auナノワイヤーの溶液中での完全な分離を試みたうえで、より小さい1次元構造を有するナノステップ基板を用いるなど、更なる改善が必要である。Auナノ粒子のトルエン溶液をガラス基板上にディップコートすることにより大面積に均一にナノ粒子を塗布する技術を得た。Auナノ粒子2次元集合体のプラズモン共鳴周波数は孤立状態の520nmから580nmにレッドシフトした。酸化鉄をコートしたAuナノ粒子では最大で650nmまでレッドシフトした。Auナノ粒子の光学特性は周囲の状況に応じて大きく変化することが明らかとなった。Auナノ粒子とFeナノ粒子を急速に凝集させて作製したランダム共凝集体を作製した。共凝集体ではその混合比を変化させることによって相互作用の強さを自在に変化させることができることが明らかとなった。共凝集体について磁気測定を行ったところ、相互作用の強さに応じて、系が軟磁性化することがわかった。またスーパースピングラスやスーパーフェロといったバルク材料では発現し得ない特異な磁気特性の発現が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Simultaneous agglomeration of Fe/Au nanoparticles with controllability of magnetic dipole interaction (2011)
  • Author(s): Tomoyuki Ogawa
  • Journal Title: Scripta Materialia Volume: 64 Pages: 1067-1070
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis and growth mechanism of long ultrafine gold nanowire with uniform diameter (2010)
  • Author(s): Hiroaki Kura
  • Journal Title: Journal of Applied Physics 107
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Collective magnetic behavior of α-Fe nanoparticles with systematically controlled volume fraction (2010)
  • Author(s): Tomoyuki Ogawa
  • Organizer: 55^<th>Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • Place of Presentation: アトランタ(アメリカ)
  • Year and Date: 2010-11-17
• [Presentation] 急速共凝集を用いたα-Feナノ粒子集合体の粒子濃度制御 (2010)
  • Author(s): 藏裕彰
  • Organizer: 第34回日本磁気学会学術講演会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場(つくば市)
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] 金コア/酸化鉄シェルナノ粒子の合成およびその粒子膜の光学特性 (2010)
  • Author(s): 高野秀昭
  • Organizer: 第34回日本磁気学会学術講演会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場 (つくば市)
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] 金シングルナノワイヤーの新奇成長メカニズム (2010)
  • Author(s): 藏裕彰
  • Organizer: 日本化学会第90春季年会
  • Place of Presentation: 東大阪市
  • Year and Date: 2010-03-28