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2010 Fiscal Year Annual Research Report

自律型液体ナノプロセスによる不揮発性金属ナノ粒子メモリの開発

Publicly Offered Research

Project AreaEmergent Chemistry of Nano-scale Molecular System
Project/Area Number 21111515
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

是津 信行  大阪大学, 工学研究科, 助教 (10432519)

Keywords自己組織化 / ナノ粒子 / 不揮発性メモリ / メタルナノドット
Research Abstract

本研究課題では、独自開発した自律型液体ナノプロセスによる金属ナノ粒子アレイの作製と、フローティングナノ粒子ゲートメモリへの応用について検討してきた。研究期間内に、同一平面内に仕事関数のことなる二種類以上の金属ナノ粒子を含むハイブリッドアレイを作製し、書き込みゲート電圧制御による多値化メモリの開発に挑戦することを目的とした。
平均粒径12nmの金ナノ粒子と5nmの白金ナノ粒子をそれぞれ合成した。それらの表面をクエン酸ナトリウムで修飾することにより、その表面電位を-40mV±3mVとした。ハイブリッドアレイの作製は、二段階成膜によりおこなった。はじめに、金ナノ粒子単層膜を成膜したのち、その間隙に白金ナノ粒子を充填することを考案した。
基板表面にアミノシランを単分子的に修飾することにより+25mVに帯電可能であったことから、独自開発した液体ナノプロセス装置を用いることにより、粒子径や形状、組成に依存することなく、3-200nmの各種金属ナノ粒子の集積が可能になった。白金ナノ粒子の集積密度は5.0x10^<11>/cm^2が得られた。粒子間には半径程度の空間が形成されていたことから、粒子間の静電反発力、粒子と基板間に静電引力のみを駆動力とした自己組織化集積構造の形成を示唆しており、ナノレベルの材料設計を反映した集積構造が得られた。
金ナノ粒子単層膜成膜後に、白金ナノ粒子の成膜をおこなった際、成膜時に金ナノ粒子が基板から脱離することがわかった。そこで、基板表面にアミノシランとナノ粒子を化学的に固定化することが可能なチオール基を分子末端に有するメルカプトシランを含む混合単分子膜を修飾した結果、二段階成膜時における金ナノ粒子の脱離を抑制し、隣接する金ナノ粒子間に形成されたナノ空間に白金ナノ粒子を充填することに成功した。

  • Research Products

    (17 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (8 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Simple and Versatile Route to High Yield Face-to-face Dimeric Assembly of Ag Nanocubes and Their Surface Plasmonic Properties2011

    • Author(s)
      S.Uchida, A.Taguchi, M.Mitani, T.Ichimura, S.Kawata, K.Yamamura, N.Zettsu
    • Journal Title

      Journal of Nanoscience & Nanotechnology

      Volume: 11 Pages: 2890-2896

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Porter protein-based versatile encapsulation/delivery system for selective nanoscale positioning of targeted gold nanoparticles2011

    • Author(s)
      B.Zheng, N.Zettsu, M.Fukuta, M.Uenuma, T.Hashimoto, K.Gamo, Y.Uraoka, I.Yamashita, H.Watanabe
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters

      Volume: 506 Pages: 76-80

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhanced Red-Light Emission by Local Plasmon Coupling of Au Nanorods in an Organic Light-Emitting Diode2011

    • Author(s)
      T.Tanaka, Y.Totoki, A.Fujiki, N.Zettsu, Y.Miyake, M.Akai-Kasaya, A.Saito, T.Ogawa, Y Kuwahara
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 4 Pages: 032105(1-3)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-Resolution Projection Image Reconstruction of Thick Objects by Hard X-ray Diffraction Microscopy2010

    • Author(s)
      Y.Takahashi, Y.Nishino, R.Tsutsumi, N.Zettsu, E.Matsubara, K.Yamauchi, T.Ishikawa, T.Ishikawa
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 82 Pages: 214102(1-5)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-dimensional electron density mapping of shape-controlled nanoparticle by focused hard X-ray diffraction microscopy2010

    • Author(s)
      Y.Takahashi, N.Zettsu, Y.Nishino, R, Tsutsumi, E.Matsubara, T.Ishikawa, K.Yamauchi
    • Journal Title

      Nano Letters

      Volume: 10 Pages: 1922-1926

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Fabrication of Shape-controlled Metal Nanodot Array by Electrostatistically-driven Self-assembly as well as Their Charge Injection Properties2011

    • Author(s)
      N.Zettsu
    • Organizer
      The Eleventh International Symposium on Biomimetic Materials Processing
    • Place of Presentation
      Nagoya, JAPAN
    • Year and Date
      2011-01-25
  • [Presentation] Autonomous liquid-phase nanoscale processing for the large-area fabrication of nanoparticle-based parallel device arrays2010

    • Author(s)
      N.Zettsu, S.Matsuura, A.Watanabe, K.Yamamura, T.Hosoi, H.Watanabe
    • Organizer
      2010 MRS Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2010-12-02
  • [Presentation] Ferritin protein-base versatile encapsulation/transport system for selective nanoscale positioning of targeted plasmonic Au nanoparticles2010

    • Author(s)
      T.Hashimoto, B.Zheng, N.Zettsu, M.Fukuta, M.Uenuma, Y Uraoka, I.Yamashita, H.Watanabe
    • Organizer
      2010 MRS Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2010-12-02
  • [Presentation] Fabrication of Shape Controlled Metal Nanodot Arrays by Autonomous Liquid-phase Nanoscale Processing as well as Their Charge Injection2010

    • Author(s)
      N.Zettsu, S.Matsuura, A.Watanabe, K.Yamamura, T.Hosoi, H.Watanabe
    • Organizer
      Third International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
    • Place of Presentation
      Osaka, JAPAN
    • Year and Date
      2010-11-24
  • [Presentation] 自律型自己組織化液体ナノプロセスの開発2010

    • Author(s)
      是津信行, 松浦晋, 渡邊暁, 細井卓治, 山村和也
    • Organizer
      2010年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋,日本
    • Year and Date
      2010-09-27
  • [Presentation] 自律型液体ナノプロセスを用いたメタルナノドットの高密度集積化と高機能性フローティングナノドットメモリの開発2010

    • Author(s)
      松浦晋, 渡辺暁, 細井卓治, 渡部平司, 山村和也, 是津信行
    • Organizer
      2010年秋季 応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎,日本
    • Year and Date
      2010-09-14
  • [Presentation] フェリチンタンパク質を用いた基板上への金ナノ粒子の選択配置とそのプラズモニック特性2010

    • Author(s)
      橋元達也, 鄭彬, 是津信行, 福田めぐみ, 山下一郎, 浦岡行治, 渡部平司
    • Organizer
      2010年秋季 応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎,日本
    • Year and Date
      2010-09-14
  • [Presentation] 液体ナノプロセスを用いたメタルナノドットの高密度集積化と高機能性フローティングナノドットメモリの開発2010

    • Author(s)
      松浦晋, 斎藤正太, 山村和也, 是津信行
    • Organizer
      2010年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      京都,日本
    • Year and Date
      2010-05-28
  • [Book] ナノ結晶の成長と新機能2011

    • Author(s)
      是津信行(共著)
    • Total Pages
      10
    • Publisher
      日本結晶成長学会
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.dma.jim.osaka-u.ac.jp/kg-portal/aspi/RX0011D.asp?UNO=15041

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 金属ナノ粒子の選択配置方法2010

    • Inventor(s)
      浦岡行治, 山下一郎, 鄭彬, 渡部平司, 是津信行
    • Industrial Property Rights Holder
      奈良先端大学
    • Industrial Property Number
      特願2010-134731
    • Filing Date
      2010-06-14
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 有機電界発光素子、および有機電界発光素子の製造方法2010

    • Inventor(s)
      是津信行, 桑原裕司, 植村隆文, 藤喜彩, 田中琢也, 赤井恵
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪大学
    • Industrial Property Number
      特願2010-134731
    • Filing Date
      2010-06-14

URL: 

Published: 2012-07-19  

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