2018 Fiscal Year Research-status Report
Optimization of nanoparticles for development of ultra-broadband light sources
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18KK0159
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
米澤 徹 北海道大学, 工学研究院, 教授 (90284538)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
グエン タンマイ 北海道大学, 工学研究院, 助教 (00730649)
徳永 智春 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (90467332)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2022-03-31
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| Keywords | パルスレーザー / 酸化銅 / 金 / 広帯域 / ナノ粒子 / コアシェル構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本国際共同研究では、ナノ粒子を用いることで、近赤外フェムト秒レーザーによって誘起できるX線からテラヘルツまでの広帯域のエネルギー波の発生とそのメカニズム解明をめざしている。その実現のために、北海道大学と名古屋大学、中央研究院（台湾）による共同研究を行う。
実際の実験では、北海道大学において、合目的的な各種金属・金属酸化物、さらにそれらの複合ナノ粒子の水分散液を作製し、名古屋大学と協力して、含まれる粒子の微細構造解析を行った、こうして得られたナノ粒子を台湾に持ち込み、フェムト秒レーザー照射実験を行って得られるX線からテラヘルツ波までの広帯域の波長の光を観測し、これらのエネルギー線発生機構に関する議論を試みる。
本年度は、これまでの研究結果ならびに北海道大学における種々の検討・議論の結果から、北海道大学がこれまで固体基板表面でのテラヘルツ波発生用に作製したCuO、Cu2Oと金属膜との複合体をナノ粒子化することを選択した。そこで、まずは、種々の大きさとシェル厚みをもつCu2O/Auコア－シェルナノ複合体を合成した。また、実験用にグラム単位で量産できるプロセスを開発した。そして、名古屋大学での電子顕微鏡観察によりそのコア－シェル微細構造の解析を行った。そして、こうして得られた複数のCu2O/Auコア－シェルナノ粒子分散液試料を台湾に持ち込んだ。台湾 中央科学院では、北海道大学、名古屋大学の研究者と中央科学院の研究者らが対面して議論をしたうえで、持ち込んだナノ粒子のフェムト秒レーザー照射実験を開始した。さらに、今後の実験系について議論をした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2018年度後半に当科研費の採択が決定した。その後、いくつかの種類のナノ粒子に関し、合成法・実現可能性などを詳細に調査した。その結果、制御された構造を有するCu2O/Auナノ粒子を最初のターゲットとし、その合成に取り組んだ。また、得られたコアシェル型ナノ粒子について電子顕微鏡、XRDなどを用いた微細構造解析も行った。コアシェル構造を有するナノ粒子系の合成には成功し、台湾に持ち込んで両者でよく議論をしたのちに、パルスレーザー照射実験を開始したところである。2019年度より、光学測定を詳細に進めていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度の研究によって、本研究の目的に沿うと考えられるCu2O/Au系ナノ粒子の合成法は確立した。その方法を用いて、種々の比のCu2O/Auナノ粒子分散液の合成と、その微細構造解析を行う。テラヘルツ波の測定についても、平成30年度での台湾における議論によって、研究の推進方策を決定できたので、今後はその方策に沿って研究を行う。具体的には、液膜作成を可能とするセルを用いて、ナノ粒子分散液を流したままの状態でレーザーを照射する。テラヘルツ波測定側の装置系も検討したので、早速組み上げて測定を行う。
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| Causes of Carryover |
平成30年度は、後半に研究費が交付され、ナノ粒子合成のための費用を用いた。合成装置を1台導入し、検討を重ねるとともに台湾へ渡航し、議論と共同実験を行った。さらに合成装置を導入する予定であったが、合成手法について議論があり、平成30年度に導入できなかった。今後は、合成実験・光学実験ともに進めるために、合成に必要な器具と、解析・光学実験に必要な器具の購入に研究資金を使わせていただきたい。
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