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透過電子顕微鏡内における電子線照射効果のプラズモニックセンシング

研究課題

研究課題/領域番号 15F15744
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 ナノ材料工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

三宮 工  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (60610152)

研究分担者 WADELL CARL  東京工業大学, 物質理工学院, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2015-11-09 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワードハイブリッドナノ粒子 / 表面プラズモン / 透過型電子顕微鏡 / カソードルミネセンス / プラズモニクス / 電子顕微鏡
研究実績の概要

透過型電子顕微鏡(TEM)を用いたその場観察手法は近年広く広まってきている。一方で、TEMでは高エネルギー電子線(80-300kV)による観察対象の損傷が無視できない場合がある。この電子線損傷が無視できないときには、特にTEM中その場観察時に、観察対象の変化が本質的なものか電子線損傷かを見分けることが困難となる。本研究は、プラズモニックセンシングを応用し、TEMにおける電子線の影響を定量的に解析するためのプラットフォーム作製を目的としている。平成27年度には、自己組織化によるナノ温度センサー粒子の開発に成功した。28年度からは、二種の相分離系の組成からなるハイブリッドナノ粒子の作製を試み、Ag-Cu粒子を前年度に確立した自己組織化による手法で作製することができた。走査型透過電子顕微鏡による、エネルギー分散分光、電子線エネルギー損失分光、カソードルミネセンス法により、3次元的な組成と局所的な電場、共鳴を測定し、このハイブリッドナノ粒子が特異な光学特性を発現することを見出した。H29年度はこれらの数値的解析をおこなうとともに、更に新たなセンサープラットフォームの作製を行った。これまで自己組織化のみを用いていたが、コロイダルリソグラフィーを応用し、基板レスのナノディスク作製技術を確立した。この手法では、均一なサイズのナノディスクを大量に作製することができ、また基板剥離を行うことで、基板のない状態でTEM測定が可能となる。実際に異なる材料・サイズで、均一なナノディスクを作製することに成功した。また、センサー性能として、これらの光学特性を評価した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Chalmers University of Technology(Sweden)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Nanocuvette: A Functional Ultrathin Liquid Container for Transmission Electron Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Wadell Carl、Inagaki Satoshi、Nakamura Tomiro、Shi Ji、Nakamura Yoshio、Sannomiya Takumi
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 11 号: 2 ページ: 1264-1272

    • DOI

      10.1021/acsnano.6b05007

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric Light Absorption and Radiation of Ag-Cu Hybrid Nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      Wadell Carl、Yasuhara Akira、Sannomiya Takumi
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 121 号: 48 ページ: 27029-27035

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b09926

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hole-size tuning and sensing performance of hexagonal plasmonic nanohole arrays2016

    • 著者名/発表者名
      Takazumi Ohno, Carl Wadell, Satoshi Inagaki, Ji Shi, Yoshio Nakamura, Sachiko Matsushita, Takumi Sannomiya
    • 雑誌名

      Optical Materials Express

      巻: 6 号: 5 ページ: 1594-1603

    • DOI

      10.1364/ome.6.001594

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 六方格子プラズモニックナノポア自立膜2017

    • 著者名/発表者名
      大野 峻澄, WADELL Carl, 山本 直紀, 三宮 工
    • 学会等名
      応用物理学会春季講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Phase Measurement of Plasmonic Nanoparticles by STEM Cathodoluminescence2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sannomiya, Z. Thollar, C. Wadell, N. Yamamoto
    • 学会等名
      SPP8
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plasmonic properties of phase separated Ag-Cu nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      C. Wadell, A. Yasuhara, T. Sannomiya
    • 学会等名
      SPP8
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノキュベット を用いたTEM液中観察2017

    • 著者名/発表者名
      Carl Wadell, 稲垣 諭, 史 蹟, 中村 吉男, 三宮 工
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] STEMカソードルミネセンスによる光多極子観察と位相測定2017

    • 著者名/発表者名
      三宮 工, ソーラ ザック, Carl Wadell, 山本 直紀
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Optical properties of hexagonal plasmonic nanoholes and nanopores2017

    • 著者名/発表者名
      J. Kobayashi, T. Ohno, C. Wadell, N. Yamamoto, T. Sannomiya
    • 学会等名
      ISSS-8
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Phase Mapping of Plasmonic Nanodisks by STEM Cathodoluminescence2017

    • 著者名/発表者名
      T. Matsukata, C. Wadell, N. Yamamoto, T. Sannomiya
    • 学会等名
      ISSS-8,
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Plasmonic properties of phase separated Ag-Cu nanoparticles2016

    • 著者名/発表者名
      Carl Wadell, Akira Yasuhara, Takumi Sannomiya
    • 学会等名
      Optics&Photonics Japan OPJ-OSA joint symposium
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-10-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cathodoluminescence for in situ Plasmonic Sensing of Beam Effects2016

    • 著者名/発表者名
      C. Wadell, S. Inagaki, H. Ohnishi, T. Sannomiya
    • 学会等名
      NFO-14
    • 発表場所
      浜松
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cathodoluminescence for in situ plasmonic sensing of beam effects2016

    • 著者名/発表者名
      Carl WADELL, Satoshi INAGAKI, Hiroki OHNISHI, Takumi SANNOMIYA
    • 学会等名
      EMC 2016
    • 発表場所
      Lyon, France
    • 年月日
      2016-08-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 六角形プラズモニック・ナノホール・アレイのホール径制御とセンシング性能2016

    • 著者名/発表者名
      大野 峻澄、ヴァデル カール、史 蹟、中村 吉男、松下 祥子、三宮 工
    • 学会等名
      応用物理学会春季講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.iem.titech.ac.jp/~sannomiya/PublicationJP.htm

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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