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ナノサイズの貴金属粒子はバルク状態とは異なった性質を示すことから、その作製と電気・光学・磁気的応用についての研究が注目されている。本研究では、そのようなナノ粒子の空間的配置を制御することで、光学線形および非線形特性についての検討を加えた。
(1)SiO_2相で被覆した金ナノ粒子の作製と基板上への積層化
塩化金酸の熱還元法で10〜30nmの大きさの金ナノ粒子を作製し、SiO_2で被覆し、同時に加えたCTAB濃度を調整することで、金ナノ粒子の接合数を2〜5個の範囲で調節することができた。基板に積層したものは波長が520nmより長波長側でも、金ナノ粒子に表面プラズモン共鳴による光散乱による光吸収現象が見られた。三次非線形感受率を測定したところ高い値が得られた。例えば、720と820nmで1.0×10^<-9>と5.1×10^<-10>esuであった。このような値は通常の金微粒子の値に比べて100倍もの高いものであることが分かった。
(2)CdSやSiO_2で被覆した金ナノ粒子の作製
LBL法によって、CdSで被覆した金ナノ粒子を基板上に均質に7層まで積層することができた。三次非線形感受率を測定したところ、1.7×10^<-9>esuであり、ピコ秒オーダーの速い応答速度を有していることが分かった。SiO_2で被覆した金ナノ粒子に関してもシリコン基板上に製膜することができ、これについては、電流-電圧特性を測定したところ、300mVまでの範囲でトンネル効果によるクーロン特性を観測することができ、単電子トランジスターへの応用の可能性を得ることができた。
(3)Au、Ag、Ptナノ粒子の作製
溶液加熱法によって、色々な形状をもったAu、Ag、Ptナノ粒子の作製についても検討した。特にAgとPtナノ粒子に関しては、三角板状、サイコロ状、ロッド状粒子の作製に成功した。
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