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金ナノロッドの形状と局所原子変位に関する先端電子顕微鏡解析

研究課題

研究課題/領域番号 18H01830
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分28030:ナノ材料科学関連
研究機関九州大学

研究代表者

松村 晶  九州大学, 工学研究院, 教授 (60150520)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
キーワード高分解能電子顕微鏡 / ナノ粒子 / 原子変位 / 格子歪 / プラズモニクス / レーザー光照射 / 局所格子歪
研究成果の概要

様々な光学機能素子としての応用が期待されている金ナノロッドの原子配列構造を最先端の走査透過電子顕微鏡法と分子動力学理論計算の両面から解明した。その結果、ナノ粒子の内部には形状に依存して局所的な歪みが生じており、その歪みは表面曲率の局所的に変化で説明できることが明らかになった。さらに近赤外光のレーザーパルス照射による金ナノロッドの変形と内部の原子配列変化は、吸収エネルギーの熱化によって理解できることを実験的に初めて明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

金属ナノ粒子の内部に局所的に不均質な格子歪みが発生することを実験的に明らかにし、それが粒子表面の局所的な曲率とその変化で理解できることを示したことは、様々な機能素子としての応用が期待されている金属ナノ粒子の機能を格子歪みによって制御する可能性を拓くことに繋がる。さらにレーザー光照射による構造相転移の基本的な機構も明らかになり、光照射による金属ナノ粒子の状態と機能制御の可能性も示した。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 9件、 招待講演 7件)

  • [国際共同研究] Ghent University(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] hape-dependent local strain in gold nanorods: data-driven atomic-resolution electron microscopy analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Kohei Aso, Jens Maebe, Xuan Quy Tran, Tomokazu Yamamoto, Yoshifumi Oshima, Syo Matsumura
    • 雑誌名

      arXiv:2011.03191

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lattice tetragonality and local strain depending on shape of gold nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei Aso, Jens Maeba, Tomokazu Yamamoto, Syo Matsumura
    • 雑誌名

      Microscopy and Microanalysis

      巻: 25 (Suppl.2) 号: S2 ページ: 2122-2123

    • DOI

      10.1017/s1431927619011346

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sequential transmission electron microscopy observation of the shape change of gold nanorods under pulsed laser light irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      Aso Kohei、Shigematsu Koji、Yamamoto Tomokazu、Matsumura Syo
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 68 号: 2 ページ: 174-180

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfy136

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ナノ粒子の電子線トモグラフィーの進展2018

    • 著者名/発表者名
      山本知一,重松晃次,麻生浩平,松村 晶
    • 雑誌名

      顕微鏡

      巻: 53 ページ: 108-112

    • NAID

      130007686980

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise atomic structure refinement by drift-compensated HAADF-STEM2018

    • 著者名/発表者名
      Aso Kohei、Shigematsu Koji、Yamamoto Tomokazu、Yasuda Kazuhiro、Matsumura Syo
    • 雑誌名

      Annual Reports of the Ultramicroscopy Research Center

      巻: 42 ページ: 12-15

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 物質の光学特性に関する超高圧電子顕微鏡内そ の場観察2020

    • 著者名/発表者名
      松村 晶,安田 和弘,山本 知一,前野 宏志,麻生 浩平,重松 晃次,Seo Pooreun,Bhuian AKM Islam Saiful
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第76回学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 画像パッチの統計的学習を用いた原子分解能顕 微画像のノイズ低減2020

    • 著者名/発表者名
      山本 知一,楊 文慧,麻生 浩平,Xuan Qui Tran,松村 晶
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第76回学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ナノ粒子形状に由来する局所ひずみのサブピコメートル解析2020

    • 著者名/発表者名
      麻生 浩平, Jens Maebe, Xuan Quy Tran, 山本 知一, 大島 義文,松村 晶
    • 学会等名
      2021年 第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Shape-dependent strain distribution of gold nanorods revealed by Gaussian process regression2020

    • 著者名/発表者名
      Kohei Aso, Jens Maebe, Xuan Quy Tran, Tomokazu Yamamoto, Yoshifumi Oshima, Syo Matsumura
    • 学会等名
      AI for ATOMS
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] HAADF-STEM Study of Local Lattice Strain in Gold Nanoparticles2020

    • 著者名/発表者名
      Syo Matsumura, Kohei Aso, Tomokazu Yamamoto
    • 学会等名
      International Conference on Nanoscience and Nanotechnology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 金ナノ粒子の形状に由来する正方晶化と局所格子ひずみ2019

    • 著者名/発表者名
      麻生浩平, Jens Maebe, 山本知一, 松村 晶
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第75回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 新たな触媒機能開発を目指した先端電子顕微鏡状態解析2019

    • 著者名/発表者名
      松村 晶,鳥山 誉亮,山本 知一
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第75回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Lattice tetragonality and local strain depending on shape of gold nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei Aso, Jens Maeba, Tomokazu Yamamoto, Syo Matsumura
    • 学会等名
      Microscopy and Microanalysis 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] HAADF-STEM Study of Local Lattice Strain in Gold Nanorods2019

    • 著者名/発表者名
      Syo Matsumura, Kohei Aso, Jens Maeba, Tomokazu Yamamoto
    • 学会等名
      Microscopy Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属ナノ粒子の原子状態解析の進展と新たな触媒機能の開発2019

    • 著者名/発表者名
      松村 晶
    • 学会等名
      Energy Week 2019, 「グリーンテクノロジーと先端計測科学の交差点」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Atomic Characterization of Metallic Nanoparticlkes and Catalysts by Scanning Transmission Electron Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      S. Matsumura, T. Yamamoto, X.Q. Tran, Y. Kohno, S. Yoshioka
    • 学会等名
      Japan-Germany Joint Symposium on Advanced Catalytic Materials and Characterization
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent Advancement in Three-dimensional Imaging of Metallic Nanoparticles by Electron Tomography2018

    • 著者名/発表者名
      S. Matsumura, K. Aso, T. Yamamoto, K. Shigematsu
    • 学会等名
      12th Japanese-Polish Joint Seminar on Micro and Nano Analysis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-precision detection of lattice strain in gold nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      K. Aso, J. Maebe, T. Yamamoto and S. Matsumura
    • 学会等名
      12th Japanese-Polish Joint Seminar on Micro and Nano Analysis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Local lattice strain in gold nanoparticles depending on their outer shapes2018

    • 著者名/発表者名
      K. Aso, J. Maebe, T. Yamamoto, K. Shigematsu, S. Matsumura
    • 学会等名
      19th International Microscopy Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Precise measurement of lattice strain in gold nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      K. Aso, J. Maebe, T. Yamamoto and S. Matsumura
    • 学会等名
      The 6th UK-Japan Engineering Education League Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 収差補正高分解能電子顕微鏡の原理と触媒研究への可能性2018

    • 著者名/発表者名
      松村 晶
    • 学会等名
      第39回触媒学会若手会「夏の研修会」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 金ナノ粒子の形状異方性に由来する局所格子ひずみの検出2018

    • 著者名/発表者名
      麻生浩平、Jens Maebe、山本知一、重松晃次、松村 晶
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第74回学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] レーザー光照射で金ナノロッド内部に形成された双晶構造の解析2018

    • 著者名/発表者名
      麻生浩平、Jens Maebe、山本知一、重松晃次、松村 晶
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第74回学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子の異方形状に由来する格子ひずみ2018

    • 著者名/発表者名
      麻生浩平、Jens Maebe、山本知一、重松晃次、松村 晶
    • 学会等名
      第60回 日本顕微鏡学会 九州支部集会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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