2016 Fiscal Year Annual Research Report
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15K17431
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
本田 光裕 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50749504)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 紫外プラズモニクス / ガスセンシング / 揮発性有機化合物 / 液相レーザーアブレーション / 卑金属ナノ材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、紫外域にプラズモン特性を持つ卑金属ナノ粒子を液中レーザーアブレーション(Laser Ablation in Liquid, LAL)により作製すること、及び紫外プラズモニクスを用いた高感度ガスセンサーを実現することである。初年度には、有機溶剤中レーザーアブレーションにより卑金属ナノ粒子を生成したが、ナノ粒子表面に溶媒由来の元素（炭素、塩素）の混入が確認された。今年度は、溶剤やパルス幅の再選定により粒子表面の純度向上を試みた。さらに、初年度に構築した装置を用いて、卑金属ナノ構造を利用した様々な濃度の揮発性有機化合物ガスのセンシングを行なった。
有機溶剤よりも物理・化学的安定性の高いイオン液体中に固定されたアルミニウムターゲットにパルスレーザーを照射し、アルミニウムナノ粒子の生成を行った。レーザーとして、ナノ秒パルスとフェムト秒パルスレーザーを用いた。使用したパルス幅に関係無く、生成されたナノ粒子においてイオン液体由来の元素がナノ粒子内部まで確認され、予想した純度の向上は達成されなかった。紫外域にプラズモン共鳴波長を持つナノ材料を用いてエタノール及びアセトンガスのセンシングを行なった。センシング感度のプラズモン共鳴波長依存性が紫外領域(260-350 nm)おいて確認され、深紫外域におけるプラズモン共鳴波長が揮発性有機化合物ガスの検出に有効であることが分かった。これは、有機化合物が深紫外域において大きな誘電率を持つことに由来すると考えられる。エタノールとアセトンはそれぞれ、750 ppm、1500 ppmまで検出された。これらの濃度は、銀ナノ粒子を用いて検出されるガス濃度より1-2桁低く、紫外プラズモニクスの利用により揮発性有機化合物ガスの検出感度が向上したことを意味する。以上の研究成果に関して、応用物理学会で発表を行った。
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