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太さ数nm以下の金属ナノワイヤ列を含む繊維状複合薄膜の非線形光学物性

研究課題

研究課題/領域番号 15K05126
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅰ
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

水谷 五郎  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (30183958)

研究分担者 KHUAT Hien  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (30729190)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード繊維状複合物質 / ナノワイヤ / Au / TiO2 / Si / 水素 / 原子ステップ / 脱離 / 光第二高調波発生 / ステップ / 酸化チタン(TiO2) / 光第二高調波発生(SHG) / 酸化チタン / 光触媒 / シリコン / SHG / SFG / H-Si(111) / 光和周波発生 / 貼り合わせ装置 / 位相シフト
研究成果の概要

結晶表面ステップに付着した金属等マテリアルのナノワイヤーからなる繊維状の物質列の接触界面の電子的原子的振る舞いを実験的に調べた。光触媒Au/TiO2(320)では、TiO2[001]方向のステップエッジ界面列からのSHG応答を選択的に検出し、4.6eVにAuとOの結合状態を、2.7eVに反結合状態を見出した。9.5°のオフ角度を持つSi(111)を水素終端した面のテラスとステップSi-H振動をSFG法で観察し、基板温度を673 KにしてモニターしたHの脱離スピードは、593Kのものより約45倍大きいことを見出し、脱離活性化エネルギ約1.6eVを得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

表面のステップのみに注目した物性の研究は、手法の感度の問題で過去に多くは見られない。本研究では、対称性の破れに敏感でゼロ背景からのシグナルを検出できる二次の非線形分光法を用いて2つの例について、ステップとそれに隣接するナノワイヤからなる繊維状の物質の界面からのシグナルを感度よく観測できたところに大きな意義がある。二次の光学的非線形効果をもつ物質は、光通信の波長分割多重(WDM)技術のための波長変換に用いる物質として重要で、今回はそのための新しい複合物質の開発のための原理的な指針を与える知見を提示している。

報告書

(6件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 13件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] サウサンプトン大学(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Southampton/Chool of Electron. & Computer Sci.(United Kingdom)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Southampton/School of Electron. & Computer Sci.(United Kingdom)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Sum frequency generation spectroscopy study of hydrogenated stepped Si(111) surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      K.T.T. Hien, M.A. Sattar, Y. Miyauchi, G. Mizutani, and H.N. Rutt
    • 雑誌名

      Surface Science

      巻: 663 ページ: 11-15

    • DOI

      10.1016/j.susc.2017.04.007

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optical second harmonic generation analysis of the atomically stepped Au/TiO22017

    • 著者名/発表者名
      Md Ehasanul Haque, Daiki Kobayashi, Yuki Tomatsu, Khuat Thi Thu Hien, Goro
    • 雑誌名

      AIP Advances 7, 125011 (2017/12)

      巻: 7 号: 12

    • DOI

      10.1063/1.5006847

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hydrogen desorption kinetics from H-Si(111) surfaces studied by optical sum frequency2016

    • 著者名/発表者名
      Md. Abdus Sattar, Khuat Thi Thu Hien, Yoshihiro Miyauchi, Goro Mizutani, and Harvey N. Rutt
    • 雑誌名

      Surface and Interface Analysis

      巻: 48 号: 11 ページ: 1235-1239

    • DOI

      10.1002/sia.6099

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Desorption of hydrogen from the steps on the miscut Si(111) studied by SFG spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Goro Mizutani, Yong Zhipeng, Khuat Thi Thu Hien and Harvey N. Rutt
    • 学会等名
      12th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices ‘19
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical Second Harmonic Generation (SHG) Spectroscopy Analysis of the Electronic States of the Stepped Photo-catalyst Au/TiO2(320) interface2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Xiaopeng, Gong Peiyang, Haque Mohammad, Khuat Thi Thu Hien and Goro Mizutani
    • 学会等名
      12th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices ‘19
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical Second Harmonic Generation (SHG) Spectroscopy of the Stepped Photo-catalyst Au/TiO2(320) Interface2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Xiaopeng, Gong Peiyang, Haque Mohammad, Khuat Thi Thu Hien, Goro Mizutani
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of the Electronic States for model Photocatalyst Au/TiO2(320)’s step structure by Optical Second Harmonic Generation (SHG) Spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Xiaopeng Liu, Peiyang Gong, Haque Mohammad, Khuat Thi Thu Hien, Goro Mizutani
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Azimuthal angle and polarization dependent second harmonic generation investigation from Au/TiO2 (320) interface.2019

    • 著者名/発表者名
      Md. Ehasanul Haque, Peiyang Gong, Daiki Kobayshi, Yuki Tomatsu, Khuat Thi Thu Hien, Goro Mizutani, and Harvey N. Rutt
    • 学会等名
      National Conference on Physics -2019, Bangladesh
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical Second Harmonic Generation(SHG) Analysis of the Atomically Stepped Model Photo-catalyst Au/TiO2(320) Interface2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Xiaopeng, Gong Peiyang, haque Mohammad, khuat Thi Thu Hien, Goro Mizutani
    • 学会等名
      JAIST Japan-India Symposium on Advanced Science 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 波長可変SHG分光法によるAu/TiO2光触媒界面の電子状態の研究2019

    • 著者名/発表者名
      龍共培陽、Haque Mohammad、Khuat Thi Thu Hien、水谷五郎
    • 学会等名
      第29回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 波長可変SHG分光法によるAu/TiO2光触媒界面の電子状態の研究2018

    • 著者名/発表者名
      龍共培陽、Mohammad Ehasanul Haque、Khuat Hien、水谷五郎
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] TEM study of Pd crystalline nanowires on a MgO facetted face and SFG study of hydrogen vibration on a step bunched Si(111) surface2018

    • 著者名/発表者名
      Goro Mizutani
    • 学会等名
      大阪電気通信大学国際ワークショップ、日本物理学会大阪支部講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Study of the Au/ stepped TiO2 (320) interface by using second harmonic generation (SHG) as a function of azimuthal angle, polarization and wavelength2018

    • 著者名/発表者名
      Md. Ehasanul Haque, Peiyang Gong, Daiki Kobayashi, Yuki Tomatsu, Khuat Thi Thu Hien, Goro Mizutani and Harvey N. Rutt
    • 学会等名
      JAIST World Conference 2018 (JWC2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of SHG signal from the interface of TiO2(320) decorated by Au thinfilm as a function of azimuthal angle and wavelength2018

    • 著者名/発表者名
      Md. Ehasanul Haque, Peiyang Gong, Daiki Kobayashi, Yuki Tomatsu,Khuat Thi Thu Hien, Goro Mizutani, and Harvey N. Rutt
    • 学会等名
      JAIST Japan-India Symposium on Materials Science 2018 (JISMS-2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface Second Harmonic Generation (SHG) on the Au/TiO2(320) Interface and Bare TiO2(320)2017

    • 著者名/発表者名
      Haque MD Ehasanul, Daiki Kobayashi, Yuki Tomatsu, Khuat Thi Thu Hien, Goro Mizutani, and Harvey N. Rutt
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of Second Harmonic Generation from the Stepped Au/TiO2(320) Interface2017

    • 著者名/発表者名
      Haque MD Ehasanul, Daiki Kobayshi, Yuki Tomatsu, Khuat Thi Thu Hien, Goro Mizutani, Harvey N. Rutt
    • 学会等名
      11th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices ‘17
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of the Electonic States from Au/TiO2(320) Interface as a Function of the Azimuthal Angle and Polarization by Optical Second Harmonic Generation2017

    • 著者名/発表者名
      H. MD Ehasanul, D. Kobayashi, Y. Tomatsu, K. T. T. Hien, G. Mizutani, and H. N. Rutt
    • 学会等名
      Symposium on Surface Science & Nanotechnology, 25th Anniversary of SSSJ Kansai-
    • 発表場所
      京都市国際交流会館、京都府京都市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Au/TiO2(320) interface study by using optical second harmonic generation technique2017

    • 著者名/発表者名
      Haque MD Ehasanul, Daiki Kobayashi, Yuki Tomatsu, Khuat Thi Thu Hien,Goro Mizutani, and H. N. Rutt
    • 学会等名
      JAIST Japan-India Symposium on Materials Science 2017
    • 発表場所
      ハイテクセンター、石川県能美市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of the Electronic States from Au/TiO2(320) Interface Using Optical Second Harmonic Generation2017

    • 著者名/発表者名
      Haque MD Ehasanul, Daiki Kobayashi, Yuki Tomatsu, Khuat Thi Thu Hien, Goro Mizutani, and Harvey N. Rutt
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス、大阪府豊中市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Systematic Dependence of the Optical Second Harmonic Generation Intensity on the Designed Parameters of Cr Nanoholes2016

    • 著者名/発表者名
      Ngo Khoa Quang, Yoshihiro Miyauchi, Goro Mizutani, Martin D. Charlton,
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Photonics and Applications
    • 発表場所
      Ninh Binh City, Vietnam
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of the Au/TiO2(320) Interface by Optical Second Harmonic Generation Technique2016

    • 著者名/発表者名
      MD Ehasanul Haque, Daiki Kobayashi, yuki tomatsu, Khuat Thi Thu Hien,
    • 学会等名
      2016 MRS Fall Meeting and Exhibit
    • 発表場所
      Boston, Massachusetts, USA
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Au/TiO2(320)表面における光第二高調波発生に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      東松祐樹、Mohammad Ehasanul Haque、khuat Thi Thu Hien、水谷五郎、Harvey N. Rutt
    • 学会等名
      第3回有機・無機エレクトロニクスシンポジウム
    • 発表場所
      石川県政記念しいのき迎賓館、石川県金沢市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Optical Second Harmonic Investigation of the Au/TiO2(320) Interface2016

    • 著者名/発表者名
      MD Ehasanul Haque, Daiki Kobayashi, Yuki Tomatsu, Khuat Thi Thu Hien,Goro Mizutani, and Harvey Rutt
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学、石川県、金沢市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Au/TiO2(320)表面における光第二高調波発生に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      東松祐樹、Haque MD Ehasanul、Khuat Thi Thu Hien、水谷五郎、Harvey N. .Rutt
    • 学会等名
      第27回光物性研究会
    • 発表場所
      神戸大学百年記念会館、兵庫県神戸市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] Optical Second-Harmonic Generation Spectroscopy and Microscopy in "Compendium of Surface and Interface Analysis"2018

    • 著者名/発表者名
      K. T. T. Hien and G. Mizutani
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811061561
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-01-27  

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