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プラズモン共鳴による発生した光誘起力の定量的測定法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K05006
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 ナノ材料工学
研究機関公益財団法人九州先端科学技術研究所 (2018-2019)
九州大学 (2017)

研究代表者

王 胖胖  公益財団法人九州先端科学技術研究所, マテリアルズ・オープン・ラボ, 研究員 (50592010)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードナノ力学 / ナノ粒子 / プラズモン共鳴 / 原子間力顕微鏡 / ナノインデンテーション / 自立膜 / 力-変形曲線 / 表面プラズモン共鳴 / 光誘起力 / フォース測定 / 弾性率 / ナノ粒子自立膜 / ナノ材料
研究成果の概要

本研究では、ナノ空間でプラズモン共鳴による発生した微弱な光誘起力の定量測定方法の開発、近接場光がナノ材料の力学特性に及ぼす影響の解明を目指していた。局在プラズモン特性を持つ金属ナノ粒子の自立単層膜を研究対象にした。極微弱力を定量的測定ができる原子間力顕微鏡を用いて、ナノインデンテーション(押し込み)手法で、ナノ粒子間で発生する光誘起力の測定を目指した。研究成果は:(1)銀ナノ粒子の自立単層膜の力学特性(ヤング率等)の精密測定に成功した。(2)ソフトな基板上のハードなナノ薄膜の力学的応答の測定に成功した。(3)ナノ空間で有機分子間の力学的相互作用の新しい物理モデルを提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ナノ構造の力学特性測定はこれまで解析手段では不十分であり、新たな技術と理論が必要である。本研究は、プラズモン特性を有する金属ナノ粒子自立膜をモデルとしてナノ構造の力学特性と光との関係の解明を目指していた。プラズモン共鳴による金属ナノ粒子自立膜の力学特性測定はこれまで研究されていなかった。本研究は、この切り口から様々な実験を設計し、ナノ粒子薄膜の力学特性を定量的測定に成功した。特に、ソフト基板上のハードなナノ粒子薄膜の力学的応答を測定できた。さらに、有機分子間の力学的相互作用の新しい力学モデルも提案した。本研究で得た成果はナノ材料の力学特性(ナノ力学)分野に貢献したと考えられる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] 西安交通大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Comparison of the mechanical strength of a monolayer of silver nanoparticles both in the freestanding state and on a soft substrate2019

    • 著者名/発表者名
      Pangpang Wang, Sou Ryuzaki, Lumei Gao, Shuhei Shinohara, Noboru Saito, Koichi Okamoto, Kaoru Tamada, and Sunao Yamada
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 125 号: 13 ページ: 4301-4301

    • DOI

      10.1063/1.5063567

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Durability improvements of two-dimensional metal nanoparticle sheets by molecular cross-linked structures between nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      Noboru Saito, Sou Ryuzaki, Pangpang Wang, Susie Park, Nobuyuki Sakai, Tetsu Tatsuma, Koichi Okamoto, Kaoru Tamada
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 3S2 ページ: 03EG10-03EG10

    • DOI

      10.7567/jjap.57.03eg10

    • NAID

      210000148764

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 二次元銀ナノ粒子薄膜の力学特性測定2019

    • 著者名/発表者名
      王胖胖、龍崎奏、吉原大輔、岡本晃一、玉田薫、山田淳
    • 学会等名
      第16回プラズモニクスシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of the Mechanical Strength of Single- and Multi-layered Metal Nanoparticle Sheets on Soft Polymer Substrates by Nano-indentation2019

    • 著者名/発表者名
      Pangpang Wang, Kaoru Tamada, Sunao Yamada
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Tuning the physical properties of a silver nanoparticles sheet via immersion ligand exchange reaction2017

    • 著者名/発表者名
      Pangpang Wang, Sou Ryuzaki, Shohei Araki, Noboru Saito, Koichi Okamoto, Kaoru Tamada
    • 学会等名
      9th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tuning the physical properties of a silver nanoparticles sheet via immersion ligand exchange reaction2017

    • 著者名/発表者名
      Pangpang Wang, Sou Ryuzaki, Shohei Araki, Noboru Saito, Koichi Okamoto, Kaoru Tamada
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Materials Development & Performance
    • 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] Mechanical Strength of Nanoparticle Sheets on Soft Substrate2017

    • 著者名/発表者名
      Pangpang Wang, Sou Ryuzaki, Kaoru Tamada
    • 学会等名
      The 8th international symposium on surface science
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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