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2010 Fiscal Year Annual Research Report

自己組織化テンプレートを用いたプラズモニック・メタマテリアルの作製とその機能創発

Research Project

Project/Area Number 10J05062
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

玉木 亮子 (渡邉 亮子)  独立行政法人理化学研究所, 田中メタマテリアル研究室, 特別研究員(PD)

Keywords自己組織化 / ブロック共重合体 / メタマテリアル / 金属ナノ構造 / テンプレート / 二光子還元法 / フェムト秒レーザー
Research Abstract

本年度は、トップダウン技術であるフェムト秒レーザーを用いた二光子還元法と、ボトムアップ技術であるブロック共重合体テンプレートを融合することによって、ナノスケールの金属微粒子の作製が可能であることを示し、新しいメタマテリアル作製技術の土台を構築した。
本研究では、量産性に優れた自己組織化材料を用いて、メタマテリアルの素子となる金属ナノ構造体を作製する方法を開発するために、金属を三次元に析出させることが可能なフェムト秒レーザーを用いた二光子還元法と、百ナノメートル以下の周期構造を自己組織的に形成するブロック共重合体テンプレートを組み合わせた。親水性ポリマーと疎水性ポリマーからなる3種類の異なるブロック共重合体を用いて、カバーガラス上に薄膜を作製した。熱処理または溶媒アニールによって親水性ポリマーと疎水性ポリマーのミクロ相分離を促し、50-100nm程度の周期構造を得た。薄膜の上に金イオンまたは銀イオンを含む水溶液を滴下し、親水性ポリマーに金属イオンを導入した。金属イオンが導入されたブロック共重合体薄膜に、集光したフェムト秒レーザーを照射した後、走査型電子顕微鏡でナノ構造を確認した。ブロック共重合体薄膜がフェムト秒レーザーに対して十分に吸収をもたないとき、集光点内で金属イオンの還元反応が起き、大きさ約30nmの金属の微粒子を与えることが示唆された。一方で、光子密度が非常に高くなるフェムト秒レーザー集光点で発生する熱が、ブロック共重合体薄膜を融解する現象が確認され、金属ナノ構造への融解の影響については、今後の検討が必要であることがわかった。

  • Research Products

    (4 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] A facile method towards cyclic assembly of gold nanopatericles using DNA template alone2010

    • Author(s)
      Takahito Ohshiro, Tamotsu Zako, Ryoko Watanabe-tamaki, Takuo Tanaka, Mizuo Maeda
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 46 Pages: 6132-6134

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 極薄Si酸化膜を用いたエピタキシャル量子ドット二次元ナノ配列構造の自己組織化と自己修復2010

    • Author(s)
      中村芳明, 村山昭之, 渡邉亮子, 彌田智一, 市川昌和
    • Journal Title

      表面科学

      Volume: 31 Pages: 626-631

  • [Presentation] DNA-templated gold trimer rings for metamaterial elements2011

    • Author(s)
      Ryoko Watanabe-Tamaki
    • Organizer
      9th Metamaterial & Nanophotonics Symposium
    • Place of Presentation
      独立行政法人理化学研究所 (埼玉県和光市)
    • Year and Date
      2011-03-10
  • [Remarks]

    • URL

      http://metamaterials.riken.jp/ryokow/index.html

URL: 

Published: 2012-07-19  

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