| 研究課題/領域番号 |
21K04830
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
高廣 克己 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 教授 (80236348)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | イオンビーム / ナノ粒子 / ナノワイヤ / 表面・界面 / パターン形成 / ガラス / 表面コーティング / センサー / 局在型表面プラズモン共鳴 / 銀ナノ粒子 / 石英 / ミクロン周期表面加工 / プラズモン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
金属ナノ粒子のなかで最も高いプラズモン強度を有する銀ナノ粒子について、プラズモン強度の経時変化の観点から「十分制御された環境下」での化学的・光学的安定性を検討し、劣化が認められた銀ナノ粒子には、プラズマによる粒子清浄化と表面修飾による耐硫化性・耐酸化性の向上を図る。次に、表面修飾銀ナノ粒子を三次元に高密度配列させ、そのプラズモン強度を飛躍的に向上させるために、透明酸化物基板の特殊凹凸加工を試みる。このように、銀ナノ粒子の表面修飾と透明酸化物基板の特殊加工の両方により、高感度・高安定性を併せもつプラズモニックセンサーの開発を目指す。
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| 研究成果の概要 |
第一に、高速イオンビームによる溶融および合成石英ガラスの変形が、SiO4四面体の3員環構造の増加に伴う高密度化に起因することを明らかにした。その変形の度合いは、高速イオンの核的エネルギー付与量に依存することが示された。第二に、銀ナノ粒子へのイオン照射によりVOC蒸気応答の向上を図ることができた。また、銀ナノ粒子へのPt薄層コーティングにより、経時変化の少ないVOC蒸気応答性を維持することができた。第三に、低エネルギーArイオン照射したSi単結晶基板に対して、比較的低温度（300 ℃）で基板を加熱しながらAuを蒸着すると、イオン照射周縁部にアスペクト比の高いAu NWが成長することを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
イオン照射したAg NPsの化学的安定性を検討した結果、Ag NPs環境に応じたLSPR変化を発現することから、イオン照射 Ag NPsの環境センサーへの応用が期待できる。イオンビーム加工されたガラス基板上のイオン照射／PtコーティングAg NPs分散デバイスを用いることで、経時変化の少ない高感度VOCセンサーシステムを構築できる。
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