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ゾルゲル・テンプレート法による遷移金属酸化物ナノワイヤの創製とその構造及び光学特性評価の研究

Research Project

Project/Area Number 04F04142
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Applied materials science/Crystal engineering
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

種村 榮  名古屋工業大学, 工学研究科, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 苗 蕾  名古屋工業大学, 工学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsナノ材料 / ナノ銀粒子ドープ・a-チタニア薄膜 / チタニア・ナノチューブ / ZnOナノ構造 / フォトクロミック / ランダム・レーザ発振 / ゾルゲル・テンプレート法 / レーザー蒸発法 / ZnOナノワイヤー / PLスペクトル
Research Abstract

a)水熱合成法によるチタニアナノチューブの作製
アナターゼ型の酸化チタン粉末1.92gに対して10M-NaOH溶液を160ml加えて撹拌し、150℃-40時間オートクレーブ内にて水熱処理後、得られた沈殿を分離した後に1M-HClと蒸留水を用いて、中和洗浄を行った。その時P.H.値を8に調整することにより内径3-5nm、外径7-10nmのナノチューブが得られた。XRD及び高分解TEMによりチューブはアナターゼ型チタニア及びNa_2Ti_3O_7であることが判明した。
b)Agナノ粒子を担持したチタニア微粒子薄膜の作製と光クロミック特性
ヘリコンスパッタ法を用い銀粒子とチタニアを基板上に同時スパッタし、Agナノ粒子を担持したアモルファスチタニア微粒子薄膜を作製した。銀粒子は球形、楕円体形、多角形体等を示し、そのサイズは5-100nmの広い範囲にまたがる。そのためプラズマ吸収帯は可視から近赤外まで拡がる。本試料が光クロミック現象を示すことをNd-YAGの二倍波の照射及び着色後のUV照射によって確認した。また、照射波長に対応したホールの生成も確認できた。この光クロミックの色変化原理は、銀微粒子の表面プラズモン吸収による励起電子がチタニア膜上の吸着酸素に蓄積(スパーラディカル化)され銀粒子が正にイオン化することによるものと考えられた。
c)ZnOナノ構造の作製とその構造・光学特性評価
低真空加熱炉に150ml/minの酸素ガスを流入させ、ZnO粉末と炭素の混合原料を加熱し、熱還元反応及び蒸気輸送蒸着法により炉の非加熱部に設置した基板上にZnOのナノ構造を形成した。ZnOナノロッドが融合してあたかも蜂の巣構造の壁(厚:80-100nm、深さ:1700nm)を形成し、かつ20-200nm径の空洞が層を通して穿かれている構造では、Nd-YAGの3倍波(355nm)の照射によって紫外光領域でランダムレーザ発振が閾値0.38MW/cm^2で確認された。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2006 2005 2004

All Journal Article (12 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Photochromic and hole-burning effect of Ag-TiO2 thin films2006

    • Author(s)
      L.Miao, T.Jiang, S.Tanemura, M.Tanemura, M.Mori, S.Toh, K.Kaneko
    • Journal Title

      Adv.Material Res 34

      Pages: 230-234

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  • [Journal Article] Optical Properties of Indium-doped ZnO Films,2006

    • Author(s)
      Y.Cao, L.Miao, S.Tanemura, M.Tanemura, Y.Kuno, Y.Hayashi, Y.Mori
    • Journal Title

      Jap.J.Appl.Phys, 35(3)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fabrication and characterization of TiO_2 thin films by magnetron sputtering --A review2005

    • Author(s)
      S.Tanemura, L.Miao, W.Wunderlich, M.Tanemura
    • Journal Title

      Sci.Tech.Adv.Mater 6

      Pages: 11-17

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  • [Journal Article] TEM and Raman study of N_2-H_2 plasma surface-treated TiO2 thin films,2005

    • Author(s)
      L.Miao, S.Tanemura, H.Watanabe, R.P.Wang, S.Toh, K.Kaneko
    • Journal Title

      Appl.Surf.Sci. 244

      Pages: 412-417

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  • [Journal Article] Spectroscopic ellipsometry study on optical properties of TiO2 thin films by N2-H2 plasma surface treatment2005

    • Author(s)
      S.Tanemura, L.Miao, W.Watanabe, Y.Mori
    • Journal Title

      Appl.Surf.Sci. 244

      Pages: 546-549

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  • [Journal Article] Structural and optical characterization of ZnO bamboo-shape nanowires2005

    • Author(s)
      L.Miao, S.Tanemura, M.Tanemura, Y.Hayashi, P.P.Wang, S.Toh, K.Kaneko
    • Journal Title

      Int.J.of Modern Physics 19

      Pages: 2804-2810

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  • [Journal Article] TEM and Ramann study of N_2-H_2 plasma surface-treated TiO2 thin films2005

    • Author(s)
      L.Miao, S.Tanemura, H.Watanabe, R.P.Wang, S.Toh, K.Kaneko
    • Journal Title

      Appl.Surf.Sci. 244

      Pages: 412-417

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    • Author(s)
      L.Miao, S.Tanemura, M.Tanemura, S.Toh, K.Kaneko
    • Journal Title

      Appl.Surf.Sci. 238

      Pages: 175-179

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  • [Journal Article] Preparation and photoluminescence of rutile-TiO_2 nanorods by sol-gel template process2004

    • Author(s)
      L.Miao, S.Tanemura, S.Toh, K.Kaneko, M.Tanemura
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys. 43[10]

      Pages: 7342-7345

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  • [Journal Article] Structural and morphological characterization of anatase-TiO2 coating on kai-Alumina scale fiber fabricated by sol-gel dip-coating method2004

    • Author(s)
      Hue Thi Nguyen, L.Miao, S.Tanemura, et al.
    • Journal Title

      J.Cryst.Growth 271

      Pages: 245-251

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  • [Journal Article] An alternative sol-gel method applied to TiO2 coating on Al scale fibre2004

    • Author(s)
      L.Miao, S.Tanemura, Thi Hue Nguyen, M.Tanemura, et al.
    • Journal Title

      J.Mater.Sci.and Tech. 20(Suppl.1)

      Pages: 89-92

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  • [Journal Article] Structural and compositional characterization of rutile-TiO_2 nanorods2004

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      L.Miao, S.Tanemura, S.Toh, K.Kaneko, M.Tanemura
    • Journal Title

      J.Mater.Sci.and Tech. 20(Suppl.1)

      Pages: 59-62

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  • [Book] "ファイバー"スーパーバイオミメティックス--近未来創造テクノロジー、(本宮達也監修/赤池敏宏、白井汪芳編集)"ナノ機能材料の創製と応用"、2006

    • Author(s)
      種村 榮, 苗 蕾, 西 俊紀(分担執筆、共著)
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      NTS出版、東京
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      2005 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] クラスレート化合物薄膜の製造方法2005

    • Inventor(s)
      種村 榮, 種村 真幸, 苗 蕾, 他
    • Industrial Property Rights Holder
      種村 榮, 種村 真幸, 苗 蕾, 他
    • Filing Date
      2005-03-28
    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2024-03-26  

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