2007 Fiscal Year Annual Research Report
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18656192
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
平尾 一之 Kyoto University, 工学研究科, 教授 (90127126)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下間 靖彦 京都大学, 産官学連携センター, 産学官連携准教授 (40378807)
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| Keywords | 無機材料 / 光機能性 / 光物性 / 高性能レーザー / ナノ材料 |
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| Research Abstract |
0.016MのZn(CH_3COO)_2・2H_2O水溶液と0.20MのNM_4OH水溶液を混合してpHを11に調整した混合溶液にフェムト秒レーザーを集光照射することによって、ZnOのナノワイヤーを形成した。レーザーの集光部近傍において、溶液が不均一になり、核生成が誘起され、さらにその後の熱処理によって、ナノワイヤー状に成長した。レーザー未照射の場合は、核生成が十分に起こらず、不定形のZnOが形成されるが、レーザー照射によって結晶性の良いZnOのナノワイヤを形成されることを確認した。形成したZnOナノワイヤは直径10〜40nm、長さが1.5μmで、390nmにバンドエッジ由来の発光と580nmに酸素欠陥由来の発光を示した。また、フェムト秒レーザーパルスの繰り返し周波数を1kHzと250kHzで比較したところ、ZnOナノワイヤ形成には照射エネルギーにしきい値が存在し、それぞれ200μJ、2.4μJであることを確認した。250kHzの繰り返しの場合は、熱蓄積の効果のためにしきい値が1kHzに比べて約10分の1になったと考えられる。さらに溶液のpHを8〜10に調整することによって、ZnOナノチューブの形成も可能であることを見出した。これは、レーザー照射によって形成されるZnOの前駆体Zn(NH_3)_4^<2+>がpHが低い場合、Zn(OH)_4^<2->に変化するためと考えられた。本研究によって、固体材料だけでなく、液相にフェムト秒レーザーを照射することによって、核生成を室温で促進させ、その後の熱処理によって、異方性の強いナノ材料の合成技術を確立することができ、新規発行素子への応用が期待できる。
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[Journal Article] Photoconversion of Copper Flakes to Nanowires with Ultrashort Pulse Laser Irradiation2007
Author(s)
Y. Shimotsuma, T. Yuasa, H. Homma, M. Sakakura, A. Nakao, K, Miura, K. Hirao, M. Kawasaki, J. Qiu, and P.G. Kazansky
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Journal Title
Chemistry of Materials 19
Pages: 1206-1208
Peer Reviewed
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