二重径を有する金属ナノロッドの電気化学形成

• Project Area: Electromagnetic Metamaterials
• Project/Area Number: 23109510
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 中山 雅晴 山口大学, 理工学研究科, 教授 (70274181)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2012: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2011: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: メタマテリアル / 銀ナノロッド / 二重径 / ポーラスアルミナ / ナノロッド / 電析

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，メタマテリアルとしての応用を目ざし，二重径を有する金属ナノロッドアレイの作製に取り組んだ。具体的な手順として，①アルミニウム表面に200nm間隔の周期的なパターンを有するモールドを用いてナノインプリントを行った，②第１段階陽極酸化により細孔を形成させ，エッチングにより細孔径を拡大した，③同じようにして第２段階陽極酸化とエッチングを行った。このようにして得られた二重径細孔を有するポーラスアルミナを「鋳型」として，Agの電気めっきを試みた。電気めっきは硫酸銀水溶液中，還元(Agの析出，副反応として水素発生)と酸化(析出したAgの溶解)電位を交互に印加することにより行った。この間の電流応答を調べたところ，Agが細孔底部から析出する間，パルス電流は徐々に減少するが，析出が細い細孔から太い細孔に移るときに電流の増加が観察された。この現象は，太い細孔からバルク(電解液)に移るときも観察された。これは，電流応答をモニターすることによって二重径細孔への金属充填(率)の制御が可能であることを意味する。Agがアルミニウム/アルミナ鋳型に埋め込まれた状態でメタマテリアルは動作するが，形態観察のため鋳型を溶解させた状態でSEM測定を行った。その結果，Agナノロッドの第一径の直径は80～120nm(長さ50～100nm)，第二径の直径は40～50nm(200～250nm)と見積もられた。その他，XRD，拡散反射UV-Vis分光法によってキャラクタリゼーションを行った。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Selective Hydro-bromination of Metallurgical-Grade Silicon in a Flow System (2012)
  • Author(s): K.Tomono, Y.Okamura, H.Furuya, M.Satoh, S.Miyamoto, R.Komatsu M.Nakayama
  • Journal Title: Journal of Materials Science Volume: 7 Issue: 7 Pages: 3227-3232
  • DOI: 10.1007/s10853-011-6160-x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electrically Rearranged Birnessite-Type MnO_2 by Repetitive Potential Steps and Its Pseudocapacitive Properties (2012)
  • Author(s): R.Inoue, Y.Nakashima, K.Tomono, M.Nakayama
  • Journal Title: Journal of the Electrochemical Society Volume: 159 Issue: 4 Pages: A445-A451
  • DOI: 10.1149/2.069204jes
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Organic-inorganic Hybrid Nanoraspberry Consisted of Gold Nanoparticle and Aniline Oligomer (2011)
  • Author(s): R. Morita, R. Inoue, S. Tokonami, Y. Yamamoto, M. Nakayama, H. Nakao, H. Shiigi, T. Nagaoka
  • Journal Title: J. Electrochem. Soc. Volume: 158 Issue: 4 Pages: K95-K95
  • DOI: 10.1149/1.3549166
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Approach to Optimize the Composition of Supercapacitor Electrodes Consisting of Manganese-Molybdenum Mixed Oxide and Carbon Nanotubes (2011)
  • Author(s): K.Okamura, R.Inoue, T.Sebille, K.Tomono, M.Nakayama
  • Journal Title: Journal of the Electrochemical Society Volume: 158 Issue: 6 Pages: A711-A717
  • DOI: 10.1149/1.3578039
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electrodeposition of Cu_2O Nanopyramids using an Anodic Oxide Template (2011)
  • Author(s): C.Iida, M.Sato, M.Nakayama, A.Sanada
  • Journal Title: International Journal of Electrochemical Science Volume: 6 Pages: 4730-4736
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 微小空間における銀の析出挙動の解析 (2012)
  • Author(s): 中山雅晴
  • Organizer: 第49回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場（北九州市）
  • Year and Date: 2012-06-30
• [Presentation] 2D Self-Assembly by Ruthenium Complexes during the Electrodeposition of MnO_2 (2011)
  • Author(s): M.Nakayama, K.Tomono, R.Yamaguchi
  • Organizer: 15th International Conference on Thin Films
  • Place of Presentation: 京都テルサ(京都)
  • Year and Date: 2011-11-10
• [Presentation] Electrochemical Self-Assembly of Surfactant/MnO_2 Bilayer Structure and Its Electrochemistry (2011)
  • Author(s): M.Shamoto, S.Mito, K.Tomono, M.Nakayama
  • Organizer: 15th International Conference on Thin Films
  • Place of Presentation: 京都テルサ(京都)
  • Year and Date: 2011-11-09
• [Presentation] Electrochemical Behavior of Surfactant/Manganese Oxide Layered Nanocomposites (2011)
  • Author(s): M.Shamoto, K.Tomono, M.Makayama
  • Organizer: 220th ECS Meeting & Electrochemical Energy Summit
  • Place of Presentation: The Boston Convention and Exhibition Center (Boston)
  • Year and Date: 2011-10-12
• [Presentation] Capacitive Behavior of the composite Electrodes Consisting of Mn-Mo Mixed Oxide and CNT (2011)
  • Author(s): K.Okamura, K.Tomono, M.Nakayama
  • Organizer: The 62nd Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ(新潟)
  • Year and Date: 2011-09-12
• [Presentation] Intercalation of Azobenzene into the Interlayer Space of Multilayered Manganese Oxide (2011)
  • Author(s): K.Tomono, R.Yamaguchi, R.Inoue, M.Shamoto, M.Nakayama
  • Organizer: The 62nd Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ(新潟)
  • Year and Date: 2011-09-12
• [Presentation] 電気化学法によるルテニウム錯体の二次元自己組織化 (2011)
  • Author(s): 友野和哲, 山口亮太, 中山雅晴
  • Organizer: 2011年電気化学秋季大会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ(新潟)
  • Year and Date: 2011-09-10
• [Remarks] 研究室ホームページ
  • URL: http://web.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~nkymm/web/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://web.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~nkymm/web/nakayamam-news.html