2005 Fiscal Year Annual Research Report
量子ドットから量子結晶へ:2次元、3次元ナノ粒子結晶の創生と展開
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16101003
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
木村 啓作 兵庫県立大学, 大学院・物質理学研究科, 教授 (70106160)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
馬越 健次 兵庫県立大学, 大学院・物質理学研究科, 教授 (10116098)
八尾 浩史 兵庫県立大学, 大学院・物質理学研究科, 助教授 (20261282)
佐藤 井一 兵庫県立大学, 大学院・物質理学研究科, 助手 (90326299)
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| Keywords | ナノ粒子 / 量子サイズ効果 / ナノ粒子結晶 / 単分子自己集積膜 / 自己集積超格子 / 金クラスター / 量子結晶 / 超格子構造 |
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| Research Abstract |
1)量子サイズ効果を発現する、大きさ1〜5nm程度の金や銀ナノ粒子をメルカプトコハク酸存在下において金属塩水溶液のNaBH4還元によって大量合成に成功した。この方法により、結晶化に適当な質の良いナノ粒子が定常的に得られた。銀ナノ粒子においては、2次元、3次元格子配列を気/水界面に形成し、その構造を電子顕微鏡観察により明らかにした。金ナノ粒子においては光学活性を持つペニシルアミンを配位子とする大きさ1nm以下の金クラスターを作成し、元々光学活性のない金コア部に光学活性が発現する事を円偏光二色性の測定により見いだした。すなわち、有機配位子が金属部分の電子状態を変調した事を見いだした。
2)グルタチオン誘導体を配位子とした金ナノ粒子結晶において各種の5回対称を持つ大きさが数ミクロンに及ぶナノ粒子結晶が大量に得られた。主に走査型電子顕微鏡を用いてミクロンからナノまでの連続的なスケールでの構造解析を行っている。
3)MSA修飾金ナノ粒子を用い水素結合性の分子、ピリジンカルボン酸やプロピオン酸の存在下で粒子結晶を作成すると、これら結合分子が自動的にナノ粒子間に挿入され、自己集積型の2次元、3次元粒子結晶が成長することを見いだした。すなわち粒子間距離を挿入分子の自己集積により自動的に変調できた。
4)シリコンナノ粒子の作成と各種集積体の作成を行った。現在までにナノ粒子の量産には成功していないが、シリコンサブオキシドを出発原料として用いSiナノ粒子の2次元構造化には成功した。また量産を目指して水溶液中アーク放電法を開発し、触媒なしにSiナノホーンやナノテープを水中に作成することに成功した。特に溶液中におけるナノホーンの作成は初めての報告である。
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