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希土類ナノ結晶と金粒子の超格子形成と機能創発

Publicly Offered Research

Project AreaEmergent Chemistry of Nano-scale Molecular System
Project/Area Number 23111701
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

長谷川 靖哉  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80324797)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsナノ材料 / 超分子化学 / 超格子 / 機能創発 / 希土類
Research Abstract

金ナノ粒子は光エネルギーを吸収することにより、表面プラズモン電場増強が発生する。この電場増強が配列したEuXのスピン偏極に影響を与え、特異的な光磁気物性が期待できる。本研究「希土類ナノ結晶と金粒子の超格子形成と機能創発」を行うために、23年度はEuSナノ結晶とAuナノ粒子の複合体形成(EuS-金ナノ複合体)を行い、電場増強下における光磁気機能評価を行った。
具体的には、Au錯体を新規に合成し、オレイルアミン中で300℃にて反応をおこなうことににより、Auナノ粒子を合成した。同時にユーロピウム錯体を原料としたEuSナノ結晶を合成し、EuSナノ結晶とAuナノ粒子をヘキサンジチオールで連結した(EuS-金ナノ複合体)。その複合形状は透過型電子顕微鏡により観察した。
得られたEuS-金ナノ複合体は、金ナノ粒子のプラズモンバンドに起因する吸収帯のレッドシフトが観測された。このレッドシフトは誘電率が高いEuSが金ナノ結晶の近傍に存在することを意味している。
このEuS-金ナノ複合体をポリメタクリル酸メチルのTHF溶液に分散し、キャスト法にてEuS-金ナノ複合体を含むポリメタクリル酸メチル薄膜を調整した。得られたEuS-金ナノ複合体含有ポリマー薄膜に印可磁場150000eにおけるファラデー回転(磁場印加中の物質に偏光をあてると、その偏光面が回転する現象:ファラデー回転)がプラズモン吸収バンド領域において増大することが明らかとなった。
本研究により、EuSナノ結晶の光磁気特性(ファラデー効果)におけるプラズモン電場増強効果が初めて明らかになった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本年度の目的であったEuS-金ナノ複合体の合成に初めて成功した。さらに、金ナノ粒子のプラズモン電場増強によるEuSの光磁気機能向上を初めて観測することができた。よって、当初の研究計画以上に進展している。

Strategy for Future Research Activity

本年度に成功したEuS-金ナノ複合体の光磁気特性(ファラデー効果)におけるプラズモン電場増強効果について、その詳細を明らかにするために、EuSと金の距離を変化させた検討を行う。具体的には、エタンジチオールおよびドデカンジチオールを用いたEuS-金ナノ複合体を合成する。EuSと金の距離は透過型電子顕微鏡観察により評価し、ファラデー効果測定によりEuSの光磁気特性におけるプラズモン電場増強効果について評価する。

Report

(1 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] 希土類配位高分子の発光と熱耐久性に関する研究2012

    • Author(s)
      K.Miyata, Y.Hasegawa, et al
    • Journal Title

      ChemPlusChem

      Volume: 77(印刷中) Issue: 4 Pages: 277-280

    • DOI

      10.1002/cplu.201200002

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Remarkable Luminescence Properties of Lanthanide Complexes with Asymmetric Dodecahedron Structures2011

    • Author(s)
      K. Miyata, T. Nakagawa, R. Kawakami, Y. Kita K. Sugimoto, T. Nakashima, T. Harada, T. Kawai, Y. Hasegawa
    • Journal Title

      Chem. Eur. J

      Volume: 17 Issue: 2 Pages: 521-528

    • DOI

      10.1002/chem.201001993

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Size-controlled Aggregation of Cube-shaped EuS Nanocrystals with Magneto-optic Properties in Solution Phase2011

    • Author(s)
      A. Tanaka, H. Kamikubo, M. Kataoka, Y. Hasegawa, T. Kawai
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 27 Issue: 1 Pages: 104-108

    • DOI

      10.1021/la103899a

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] EuS nanocrystals with Transition-metal ions2011

    • Author(s)
      Y.Hasegawa, et al
    • Organizer
      26th Rare Earth Research Conference (RERC11)
    • Place of Presentation
      Inn at Loretto, Santa-Fe (USA)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-06-19
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2019-07-29  

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