2018 Fiscal Year Annual Research Report
Metallic nanostructuring based on plasmon-assisted multi-photon reduction
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16H04240
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
西山 宏昭 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (80403153)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
馮 忠剛 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (10332545)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | フェムト秒レーザー / ナノ金属 / プラズモン共鳴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では，金属ナノ構造とフェムト秒レーザー間の相互作用を用いた高次プラズモニック金属構造の形成手法に取り組んでいる．前年度までに，プラズモニック吸収を示す誘電体内ナノ金属へのフェムト秒レーザー照射効果を評価する中で，金属イオンが添加された溶液中へのフェムト秒レーザ集光によって，多光子還元を起点とした階層的な金属－誘電体複合構造が形成されることを見出した．同現象は，高次構造の形成に有効であり，当初研究を一層深化させる可能性がある．そこで，本年度は，この光誘起現象の機構探索と高次プラズモニック構造の形成について検討した．
階層構造形成機構の探索として，溶液組成，集積材料物性の影響を調べ，また，複合構造形成の起点となるコアサイズへの依存性を評価した．これらから得た知見と，透過型電子顕微鏡による断面形状の繰り返し直接観察から，複合構造形成機構の概略モデルを構築した．
この現象を用いた高次プラズモニック構造の形成に取り組み，コアシェル型金属ナノ粒子が埋め込まれた誘電体マトリックスを作製することに成功した．この高次プラズモニック構造は，溶液へのフェムト秒レーザー照射によって自己組織化的に形成された．
今年度の研究から得た階層構造形成機構の概略モデルから，同現象のレーザー直接描画プロセスへの展開と適用材料範囲の見通しが可能となった．概略モデルだけでは理解できないプロセス上の特徴があり，本年度でプロジェクトは終了するが，今後，詳細機構モデルの構築を目指して，レーザー集光部で生じる現象の直接観察などを進める．
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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