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液相還元法における核生成-成長プロセス制御による金属ナノ粒子内在欠陥マネジメント

研究課題

研究課題/領域番号 21K14448
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分26060:金属生産および資源生産関連
研究機関地方独立行政法人京都市産業技術研究所

研究代表者

塩見 昌平  地方独立行政法人京都市産業技術研究所, 京都市産業技術研究所, 主席研究員 (10745194)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード金属ナノ粒子 / 格子欠陥 / 液相還元法 / 電気化学 / Cuナノ粒子 / 欠陥
研究開始時の研究の概要

本研究では,液相還元法により生成する金属ナノ粒子を対象に,金属ナノ粒子の新たな物性制御指針の構築を目的として,ナノ粒子材料特性の支配因子である欠陥の制御を行う。溶液中でのナノ粒子の核生成,成長挙動が欠陥の導入に及ぼす影響について電気化学的な観点から考察し,金属ナノ粒子析出プロセスにおける欠陥導入の基本原理を解明する。

研究成果の概要

本研究では、液相還元法により生成する金属ナノ粒子、特にCuナノ粒子を対象に、ナノ粒子の新たな物性制御指針の構築を目的として、材料特性の支配因子である格子欠陥の制御に着手した。溶液中に不純物を添加することによりナノ粒子中に欠陥が導入される事象に着目し、溶液中でのナノ粒子の核生成、成長挙動が欠陥導入に及ぼす影響について電気化学的な観点から考察し、Cuナノ粒子中の欠陥および粒径を同時制御するためのプロセス設計指針を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、液相還元法により合成される金属ナノ粒子について、反応浴中に不純物を添加することによる簡便なナノ粒子中の欠陥制御手法を確立するとともに、不純物添加がナノ粒子析出プロセスに及ぼす影響について、電気化学に依拠して考察した。本成果により、たとえば同じ粒径を有していながら内部の欠陥状態が異なるようなナノ粒子を合成することが可能となり、ナノ材料の実用化に向けた新たな物性制御指針を提示できた。また、欠陥を含むナノ粒子の反応性や安定性を熱力学的に評価するための基礎検討にも着手しており、今後の金属ナノ材料研究のさらなる展開に寄与するものである。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Impurity-driven simultaneous size and crystallinity control of metal nanoparticles2023

    • 著者名/発表者名
      Shiomi Shohei
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 34 号: 46 ページ: 465604-465604

    • DOI

      10.1088/1361-6528/acf04c

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 欠陥を導入したCuナノ粒子の熱力学的安定性について2024

    • 著者名/発表者名
      塩見昌平
    • 学会等名
      ナノ学会第22回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 液相還元法による不純物含有Cuナノ粒子の合成および評価2023

    • 著者名/発表者名
      塩見昌平
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部2023年度第1回支部講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Impurity in Synthesis Solution on Crystallinity and Size of Cu Nanoparticles2023

    • 著者名/発表者名
      Shohei Shiomi
    • 学会等名
      Materials Research Meeting 2023 (MRM2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 液相還元法によるナノ材料の合成と評価技術2022

    • 著者名/発表者名
      塩見昌平
    • 学会等名
      京都先端技術研究会 定例技術会議 ナノマテリアルジョイントミーティング2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Cuナノ粒子液相合成プロセスに不純物が及ぼす影響について2022

    • 著者名/発表者名
      塩見昌平
    • 学会等名
      第83回 応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 液相法によるナノ材料の創製と材料設計2021

    • 著者名/発表者名
      塩見昌平
    • 学会等名
      京都先端技術研究会 定例技術会議 ナノマテリアルジョイントミーティング
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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