コア・シェル型クラスターの作製方法と表面・界面効果による機能発現に関する研究

• 研究課題/領域番号: 23560785
• 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: 金属物性
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 日原 岳彦 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60324480)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 複合ナノ粒子 / 超伝導 / 燃料電池 / 触媒 / パーコレーション / 強磁性 / ナノ粒子 / クラスター / エキシトン / d0強磁性

研究概要

気相合成法によりSn/Si及びAg/Si複合ナノ粒子の作製と電子輸送現象に関する研究を行った。雰囲気制御しながらSn/Si複合粒子を作製した結果、残留気体が、粒子の表面エネルギーに影響を及ぼし、成長した粒子の形態、構造に影響を与えることが明らかとなった。また、Sn/Si複合粒子堆積膜は、エキシトン機構により超伝導転移温度が上昇し、ナノ粒子間ネットワークの伝導に起因して臨界磁場が増加することを見出した。Ag/Si複合粒子堆積膜の電気伝導特性は、金属－半導体転移により、特定の組成で電気抵抗が大きく変化し、さらにホール係数がAgナノ粒子堆積膜に比べて転移点近傍でおよそ20倍増大することが観測された。

研究成果

• [雑誌論文] Metal coated glasses by sputtering and their microfouling properties (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Kougo, H. Kanematsu, N. Wada, T. Hihara, M. Minekawa, Y. Fujita
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1585 ページ: 160-163
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical field of two-dimensional superconducting Sn1-x/Six bimetallic composite cluster assembled films with energetic cluster impact deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kurokawa, T. Hihara, I. Ichinose
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: vol.113 ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Raman Spectra and Magnetic Property Analysis of Nd-Doped ZnO Thin Films (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Subramanian, K. Senthilkumar, M. Tanemura, T. Soga, T. Hihara
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: Vol.52 ページ: 1-3
  • NAID: 210000141762
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Properties of Cluster/Thin-Film Laminated Hybrids of Fe-Pt and Fe-Co Alloys (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sumiyama, S. Sawa, D.L.Peng, Y. Kurokawa, T. Yamabuchi, T. Hihara
  • 巻: Vol. 53
  • ページ: 1563-1570
  • NAID: 10031040866
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation for Corrosion Resistance of Nano-Cluster Layer and Biofilm Formation (2013)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Kanematsu, Takehiko Hihara, Tomoyuki Ishihara, Kyoki Imura, Takeshi Kogo
  • 雑誌名: INTERNATIONAL JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCES & RESEARCH TECHNOLOGY 巻: 2 ページ: 2424-2432
  • 査読あり
• [雑誌論文] Annealing effects on structures and morphologies of Fe/Si core-shell clusters (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sumiyama, S. Kadowaki, Y. Kurokawa, N. Tanaka, R. Katoh, T. Hihara
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: 54 ページ: 498-504
  • NAID: 10031162816
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical Resistivity and Morphology of Sn#D1-x#DR/Si#Dx#DR Core-Shell Cluster Network Prepared by a Plasma-Gas^Condensation Cluster Source (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kurokawa, T. Hihara, K. Sumiyama
  • 雑誌名: Mater. Trans. 巻: Vol. 53 ページ: 1929-1932
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possibility of Exciton Mediated Superconductivity in Nano-Sized Sn/Si Core-Shell Clusters : A Process Technology towards Heterogeneous Material in Nano-Scale (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kurokawa, T. Hihara, I. Ichinose, K. Sumiyama
  • 雑誌名: JPN. J. Appl. Phys. 巻: Vol.51 ページ: 1-3
  • NAID: 40019350948
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical Resistivity and Morphology of Sn#D1-x#DR/Si#Dx#DR Core-Shell Cluster Network Prepared by a Plasma-Gas^Condensation Cluster Source (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kurokawa, T. Takehiko, K. Sumiyama
  • 雑誌名: Mater. Trans. 巻: 53 ページ: 1929-1932
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Properties of Cluster/Thin-Film Laminated Hybrids of Fe-Pt and Fe-Co Alloys (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sumiyama, S. Sawa, D.L.Peng, Y. Kurokawa, T. Yamabuchi, T. Hihara
  • 雑誌名: Mater. Trans. 巻: 53 ページ: 1563-1570
  • NAID: 10031040866
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possibility of Exciton Mediated Superconductivity in Nano-Sized Sn/Si Core-Shell Clusters: A Process Technology towards Heterogeneous Material in Nano-Scale (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kurokawa, T. Hihara, I. Ichinose, K. Sumiyama
  • 雑誌名: JPN. J. Appl. Phys. 巻: 51
  • NAID: 40019350948
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and Characterization of the ZnO:Al/Fe65Co35/ZnO:Al Multifunctional films (2012)
  • 著者名/発表者名: L.S. Wang, S.J. Liu, H.Z. Guo, Y. Chen, G.H. Yue, D.L. Peng, T. Hihara, K. Sumiyama
  • 雑誌名: Appl. Phys. A 巻: 106 ページ: 717-723
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Frequency Characteristics of Fe65Co35 Alloy Cluster-Assembled Films Prepared by Energetic Cluster (2011)
  • 著者名/発表者名: D.L. Peng, L.S. Wang, Y. Chen, G.H. Yue, K. Sumiyama, T. Hihara
  • 雑誌名: J. Nanosci. Nanotech. 巻: 11 ページ: 11119-11123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gas-Phase preparation and size control of Fe nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: L.S. Wang, R.T. Wen, Y. Chen, G.H. Yue, D.L. Peng, T. Hihara
  • 雑誌名: Appl. Phys. 巻: 103 ページ: 1015-1020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blue-luminescent hafnia nanoclusters synthesized by plasma gas-phase method (2011)
  • 著者名/発表者名: R.T. Wen, L.S. Wang, H.Z. Guo, Y. Chen, G.H. Yui, D.L. Peng, T. Hihara, K. Sumiyama
  • 雑誌名: Materials Chemistry and Physics 巻: 130 ページ: 823-826
  • 査読あり
• [学会発表] Ag/Si複合ナノ粒子集合膜における弱局在効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒川雄一郎,日原岳彦
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] Ag/Si複合ナノ粒子集合膜における弱局在効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒川雄一郎, 日原岳彦
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] Au-Zn合金クラスターの作製と燃料電池電極触媒特性の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒田哲史,日原岳彦
  • 学会等名: 日本金属学会第153回秋季講演大会
  • 発表場所: 金沢大学
• [学会発表] 金属-半導体バイメタルクラスター堆積膜のランダムネットワークにおける電気伝導 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒川雄一郎,日原岳彦
  • 学会等名: ナノ学会第11回大会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] Y, Critical field of Sn_1-x/Si_x composite cluster prepared by a plasma-gas -condensation used hard-landing method (2013)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, T. Hihara, K. Sumiyama
  • 学会等名: ISPlasma2013
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] プラズマガス凝縮法によるNi-Al複合ナノ粒子の作製と評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木大司, 日原岳彦
  • 学会等名: 第23回学生による材料フォーラム
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Ni-Zn合金ナノクラスターの燃料電池電極触媒特性の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田篤史, 日原岳彦
  • 学会等名: 第23回学生による材料フォーラム
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] プラズマ・ガス凝縮法によるFe-Pt複合ナノ粒子の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西下慶, 日原岳彦
  • 学会等名: 第23回学生による材料フォーラム
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 黒川雄一郎, 日原岳彦 (2013)
  • 著者名/発表者名: 負の磁気抵抗効果を示すAg/Si複合クラスター堆積膜の電気伝導特性
  • 学会等名: 日本金属学会 第153回秋季講演大会
  • 発表場所: 金沢大学
• [学会発表] Pd-Cu合金クラスターの作製と燃料電池電極触媒特性の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野坂普, 日原岳彦
  • 学会等名: 日本金属学会 第153回秋季講演大会
  • 発表場所: 金沢大学
• [学会発表] 不連続蒸着により作製したAl2O3積層膜の磁化測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山下哲弘, 日原岳彦
  • 学会等名: 日本金属学会 第153回秋季講演大会
  • 発表場所: 金沢大学
• [学会発表] プラズマ・ガス凝縮法によるFe-Ptクラスターの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田涼, 日原岳彦
  • 学会等名: 日本金属学会 第153回秋季講演大会
  • 発表場所: 金沢大学
• [学会発表] Au-Zn合金クラスターの作製と燃料電池電極触媒特性の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒田哲史, 日原岳彦
  • 学会等名: 日本金属学会 第153回秋季講演大会
  • 発表場所: 金沢大学
• [学会発表] 金属-半導体バイメタルクラスター堆積膜のランダムネットワークにおける電気伝導 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒川雄一郎, 日原岳彦
  • 学会等名: ナノ学会 第11回大会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] Critical field of Sn#D1-x#DR/Si#Dx#DR composite cluster prepared by a plasma-gas-condensation used hard-landing method (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kurokawa, T. Hihara, K. Sumiyama
  • 学会等名: ISPlasma2013
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Sn/Siコアシェルクラスターにおけるエキシトン超伝導の可能性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒川雄一郎, 日原岳彦, 一瀬郁夫
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] 2成分Ginzburg-Landau理論による金属-半導体コアシェルクラスター超伝導の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川涼太, 一瀬郁夫, 黒川雄一郎, 日原岳彦
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] 熱処理を施した表面積層膜のバイオフィルム形成抑制と耐食性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 兼松秀行, 石原智行, 井村強基, 日原岳彦
  • 学会等名: 熱処理技術協会中部支部講演会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 熱処理を加えたナノクラスター膜の耐食性について (2012)
  • 著者名/発表者名: 石原智行、兼松秀行、井村強基、日原岳彦
  • 学会等名: 日本熱処理技術協会
  • 発表場所: 名城大学駅前サテライト
  • 年月日: 2012-03-06
• [学会発表] Exciton-type superconductivity of Sn/Si clusters fabricated by a plasma-gas-condensation (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuichro KUROKAWA, Takehiko HIHARA, Kenji SUMIYAMA
  • 学会等名: ISPlasma2012
  • 発表場所: Chubu University
  • 年月日: 2012-03-04
• [学会発表] Ni-Zn合金クラスターの作製と燃料電池電極触媒特性の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 風呂谷晃太,日原岳彦
  • 学会等名: 日本金属学会2012年秋期大会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] d#U0#UR Magnetism in Metal-Oxide Thin Films and Nano-Particles (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Hihara, T. Hara, C. Miyawaki
  • 学会等名: ISAEM-2012
  • 発表場所: 豊橋
  • 招待講演
• [学会発表] スパッタリング法で作製したAl#D2#DRO#D3#DR薄膜における欠陥誘起d#U0#UR強磁性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下哲弘, 日原岳彦
  • 学会等名: 日本金属学会2012年秋期講演大会
  • 発表場所: 松山
• [学会発表] CrおよびNiクラスター堆積膜におけるバイオフィルム形成と耐食性の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井村強基, 日原岳彦, 石原智行, 兼松秀行
  • 学会等名: 日本金属学会2012年秋期講演大会
  • 発表場所: 松山
• [学会発表] 共晶合金系Au-Co複合クラスターの作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 黒田哲史, 日原岳彦
  • 学会等名: 日本金属学会2012年秋期講演大会
  • 発表場所: 松山
• [学会発表] Au/C複合クラスターの作製と燃料電池電極触媒特性の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野坂普, 日原岳彦
  • 学会等名: 日本金属学会2012年秋期講演大会
  • 発表場所: 松山
• [学会発表] 超伝導Sn/Si複合クラスター堆積膜の臨界磁場 (2012)
  • 著者名/発表者名: 黒川雄一郎, 日原岳彦, 隅山兼治
  • 学会等名: 日本金属学会2012年秋期講演大会
  • 発表場所: 松山
• [学会発表] Ni-Zn合金クラスターの作製と燃料電池電極触媒特性の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 風呂谷晃太, 日原岳彦
  • 学会等名: 日本金属学会2012年秋期講演大会
  • 発表場所: 松山
• [学会発表] Au-Co複合クラスターの作製と燃料電池電極触媒特性の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 黒田哲史、日原岳彦
  • 学会等名: 第22回学生による材料フォーラム
  • 発表場所: 豊橋
• [学会発表] Au/C複合クラスターの作製と燃料電池電極触媒特性の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野坂普、日原岳彦
  • 学会等名: 第22回学生による材料フォーラム
  • 発表場所: 豊橋
• [学会発表] Fe-Pt複合クラスターの作製と磁気特性の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田涼、日原岳彦
  • 学会等名: 第22回学生による材料フォーラム
  • 発表場所: 豊橋
• [学会発表] CrおよびNiクラスター堆積膜におけるバイオフィルム形成と耐食性の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井村強基、兼松秀行、日原岳彦
  • 学会等名: 第22回学生による材料フォーラム
  • 発表場所: 豊橋
• [学会発表] ランダム構造を持つ金属／半導体クラスター堆積膜の電気伝導 (2012)
  • 著者名/発表者名: 黒川雄一郎、日原岳彦
  • 学会等名: 第22回学生による材料フォーラム
  • 発表場所: 豊橋
• [学会発表] Ni-Zn合金クラスターの作製と燃料電池電極触媒特性の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 風呂谷晃太、日原岳彦
  • 学会等名: 第22回学生による材料フォーラム
  • 発表場所: 豊橋
• [学会発表] スパッタリング法で作製した酸化物薄膜の欠陥誘起強磁性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下哲弘、日原岳彦
  • 学会等名: 第22回学生による材料フォーラム
  • 発表場所: 豊橋
• [学会発表] プラズマ・ガス凝縮法による炭化Nbクラスターの作製と燃料電池電極触媒特性の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 熊谷直也、日原岳彦
  • 学会等名: 第21回学生による材料フォーラム
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2011-12-01
• [学会発表] In2O3薄膜のd0強磁性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮脇ちよ美、日原岳彦
  • 学会等名: 第21回学生による材料フォーラム
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2011-12-01
• [学会発表] プラズマガス凝縮法によるW-Cクラスターの作製と燃料電池触媒特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木瑞亮、日原岳彦
  • 学会等名: 第21回学生による材料フォーラム
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2011-12-01
• [学会発表] Au-Ni合金クラスターの作製と燃料電池電極触媒特性の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 風呂谷晃太、日原岳彦
  • 学会等名: 第21回学生による材料フォーラム
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2011-12-01
• [学会発表] Surface Alloying of Chromium-Nickel and Its Corrosion Resistance (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Ishihara, H.Kanematsu, T.Imura, T.Hihara and K. Kougo
  • 学会等名: The Asia-Pacific Interdisciplinary Research Conference 2011
  • 発表場所: Toyohashi University of Technology
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] 真空蒸着法とスパッタリング法で作製したIn2O3薄膜の磁気特性の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮脇ちよ美、日原岳彦、山下哲弘
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] 第一原理計算によるTiO2のTiおよび酸素空孔による磁性への影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木敦子、日原岳彦、吉成修
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] CrおよびNiクラスターの合金化と耐食性の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井村強基、日原岳彦、石原智行、兼松秀行
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] Au-Ni合金クラスターの作製と燃料電池電極触媒特性の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 風呂谷晃太、日原岳彦
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] プラズマガス凝縮法によるNbxC1-xクラスターの作製と燃料電池電極触媒特性の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 熊谷直也、日原岳彦
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] Sn/Si複合クラスターの低温における電気伝導特性とエキシトン超伝導の可能性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 黒川雄一郎、日原岳彦、隅山兼治
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-11-07