2014 Fiscal Year Annual Research Report
自己組織化金属ナノ粒子膜へのレーザー光照射によるナノテクスチャ形成と表面機能化
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24360301
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
渡辺 明 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (40182901)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | レーザープロセッシング / 金属ナノ粒子 / 有機無機ハイブリッド / 微細表面テクスチャ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，金属ナノ粒子と有機分子との有機無機ハイブリッド材料において形成される自己組織化ナノ構造へのレーザー光照射によって，機能金属表面形成の新手法の開拓と特異な表面構造形成機構の解明を行うことを目的とした。銀（Ag）ナノ粒子とかご型のSi-O-Si構造を有するシルセスキオキサン(POSS)との有機無機ハイブリッドにおいては、シダ状構造, 球状構造, およびキュービック状の表面テクスチャを有する自己組織化薄膜が形成される。その構造は、POSSの有機置換基のみならず、製膜法の違いによっても複雑な変化を示した。スピンコート製膜においてはスピンコート時の回転速度に影響され、ドクターブレード法による製膜においてはスピンコート法とは異なる長周期のシダ状の表面テクスチャの形成が観測された。そのような特異な表面テクスチャ形成は、POSSの結晶化における拡散現象が、Agナノ粒子とのハイブリッド化により影響を受けることにより説明された。Agナノ粒子/POSS薄膜のレーザー光照射によって、POSSの結晶構造を鋳型としたナノポーラス構造を有する銀薄膜を形成することができた。このようなナノポーラスナ表面テキスチャを有する銀薄膜においては、表面増強ラマン分光法（SERS）に適用可能な機能膜としての可能性が示された。金属ナノ粒子の自己組織化構造の形成は、金属ナノ粒子単体の場合にも、10 nm前後の極めて薄い薄膜へのレーザー光照射過程において観測された。金属ナノ粒子がレーザー光照射によって溶融した際に、基板表面への濡れ性が低下して形成された構造が、レーザー光照射による非平衡な金属層形成過程で定着されるために起こることが、レーザー光スキャン速度依存性等の実験結果から示唆された。この現象によって、ネットワーク状に広がる銀細線とマイクロメートルサイズの細孔から成る透明導電性銀薄膜を形成することができた。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(10 results)
