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2011 Fiscal Year Annual Research Report

粒子間隔を制御可能なナノ粒子配列技術

Research Project

Project/Area Number 22710087
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

菅野 公二  京都大学, 工学研究科, 助教 (20372568)

Keywordsナノ粒子 / プラズモン / ナノギャップ / 表面増強ラマン散乱 / 光導波路 / セルフアセンブル
Research Abstract

金属ナノ構造が発現するプラズモン共鳴はナノ領域への光局在化および光電場増強によって新しいナノスケールイメージング,SERS(Surface Enhanced Raman Scattering)を用いた高感度化学分析,光導波路による集積回路,負の屈折率を有するメタマテリアルなど幅広い応用が期待されている.その金属ナノ構造を作製する手法として期待されている技術はナノ粒子のセルフアセンブルである.プラズモン共鳴の特性は,近接したナノ粒子との相互作用があるため,ナノ粒子の間隔に大きく依存する.そこでナノ粒子のプラズモン共鳴の特性を制御するために,粒子表面間隔を制御可能な新しいナノ粒子配列技術を提案し,その確立を本申請課題の目的とした,
ナノメータスケールの溝パターンをテンプレートとしたTemplate-Assisted Self-Assembly手法によって,粒子二量体構造の粒子間隔を10nmから60nmまで10nm毎に高精度に制御できる技術を構築した.ナノスケール溝へのセルフアセンブルの際に問題となる粒子間反発力を電解質添加によって抑制し,90%程度の高収率で粒子間隔が制御された粒子二量体構造を作製することに成功した.さらにセルフアセンブル収率を粒子凝集速度および粒子分散安定性から予測するモデルを構築した.このモデルでは粒子径のばらつきを考慮することで高精度な解析が可能となる.そして,上述の粒子間隔を有する配列だけでなく,複数のナノ粒子が密接して直結した配列を高収率で作製することに成功した.この構造をSERSに応用し,粒子直結方向と平行に偏光を照射することで高いラマン信号を得られることを明らかにした.
粒子間隔を制御したナノ粒子セルフアセンブル配列技術を構築し,SERSへの応用についてその有用性を実証した.これらの成果により,金属ナノ粒子配列によってプラズモン共鳴特性を制御し,様々な応用における特性向上が期待できる.

  • Research Products

    (7 results)

All 2011 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Fabrication of gold nanoparticle pattern using combination of self-assembly and 2-step transfer2011

    • Author(s)
      Koji Sugano, Takashi Ozaki, Toshiyuki Tsuchiya, Osamu Tabata
    • Journal Title

      Sensors and Materials

      Volume: 23巻 Pages: 263-275

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Nanogap-controllable self-assembly of gold nanoparticles using nanotrench template2011

    • Author(s)
      Koji Sugano, et al
    • Organizer
      The 16th International Conference on Solid-State Sensors Actuators and Microsystems
    • Place of Presentation
      Beijing
    • Year and Date
      20110605-20110609
  • [Presentation] High-speed pulsed mixing with high-frequency switching of micropump driving and its application to nanoparticle synthesis2011

    • Author(s)
      Koji Sugano, et al
    • Organizer
      The 16th International Conference on Solid-State Sensors Actuators and Microsystems
    • Place of Presentation
      Beijing
    • Year and Date
      20110605-20110609
  • [Presentation] Fabrication of nanogap electrodes by gold nanorod growth on substrate2011

    • Author(s)
      S.Nishino, Y.Takenaka, Y.Hirai K.Sugano, T.Tsuchiya
    • Organizer
      The 7th IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      20110305-20110308
  • [Presentation] 高感度化学センサに向けたナノ粒子配列技術2011

    • Author(s)
      菅野公二
    • Organizer
      化学工学会粒子・流体プロセス部会粉体プロセス分科会粉体工学会先端微粒子ハンドリング講演会
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      2011-09-07
  • [Presentation] MEMS技術を用いた金属ナノ粒子の合成と基板上への配列技術2011

    • Author(s)
      菅野公二
    • Organizer
      第98回溶接学会マイクロ接合研究会
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      2011-09-02
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.nms.me.kyoto-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2013-06-26  

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