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2017 年度 実績報告書

3状態スマートウィンドウの陰イオン濃度制御による可逆/不可逆切替機構に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K13980
研究機関東京工芸大学

研究代表者

内田 孝幸  東京工芸大学, 工学部, 教授 (80203537)

研究分担者 關 成之  仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (50449378)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード銀ナノ粒子 / プラズモン / フェルミ準位 / プッシュバック効果 / 核成長
研究実績の概要

溶液中に溶けた状態にある銀イオンを電界によって析出させ、多用な銀ナノ粒子を析出させることで、透明から鏡や黒といった表示をさせられることが分かってきた。このような背景の中、申請者らは銀の成長過程に基づく銀ナノ粒子の粒径や粒度分布に着目し、それらを電界強度、電圧波形、溶液における銀イオン濃度からコントロールすることを試みた。
その結果、銀イオンが析出する電極界面付近でのイオン濃度によって銀の核発生の頻度が変るために、形成されるナノ粒子の大きさや、粒度分布が異なることが分かった。これは銀が非常に強くプラズモン効果を表すことを巧みに利用したものであり、銀ナノ粒子は数ある材料の中でも特にその効果が大きいことは良く知られている。一方、銀は金に比べ、その凝集やマイグレーションによる不安定さが問題であり、この活性な状況と同時に安定な状を態作る指針について検討を行った。
以前(2015)筆者らは大気中での銀ナノ粒子の酸化劣化はゼラチンを用いてそのフェルミ準位(Ef)を銀ナノ粒子より高く調整することにより抑制できることを示した。さらに次なる研究として、大気由来の被膜などの粒子の周囲のEfが大気からの種々の活性気体によって決められることを示す実験結果を得た。また、水溶液の滴定からゼラチンが強い緩衝能を有し銀ナノ粒子への大気の変動の影響を和らげることが示唆された。この銀のEfがその周囲のEfよりも低いときに安定であるという指針の元に、薄いAg層のフェルミ準位の低下について検討した。その結果、これらの安定化は、電気的観点(エネルギー準位)の観点に立ってAgIの単層を含む特定の有機化合物の自己組織化単分子膜の形成によって引き起こされていることを明らかにした。この指針に立って、個々のデバイスに適合したエネルギー準位を実現することで、銀イオンを用いて可逆的/不可逆的なスマートウィンドウの実現の指針を得た。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Stabilization of Ag nanostructures by tuning their Fermi levels2018

    • 著者名/発表者名
      Tani Tadaaki、Kan Ryota、Yamano Yuka、Uchida Takayuki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 ページ: 055001~055001

    • DOI

      10.7567/JJAP.57.055001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大気中での銀ナノ粒子の安定性:フェルミ準位と酸化2017

    • 著者名/発表者名
      谷忠昭, 菅亮太, 山野侑香, 内田孝幸
    • 雑誌名

      日本写真学会誌

      巻: 第80巻 ページ: 104-110

    • 査読あり
  • [学会発表] 金属/有機層界面の電子構造に基づく銀ナノ粒子の経時安定化2018

    • 著者名/発表者名
      谷忠昭, 山野侑香, 菅亮太, 内田孝幸
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] ゼラチンをゲル化電解質のホストポリマーとして用いた銀電着型透明スマートウィンドウに関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      内田孝幸, 菅亮太, 關成之, 谷忠昭
    • 学会等名
      日本写真学会、画像関連学会 第四回秋季大会
  • [学会発表] 光デバイス用銀ナノ構造体の電子構造と安定性2017

    • 著者名/発表者名
      谷忠昭, 山野侑香, 菅亮太, 内田孝幸
    • 学会等名
      第36回固体・表面光化学討論会(光化学協会、 日本化学会、 触媒学会、電気化学会)
  • [学会発表] プラズモニック銀ナノ粒子の電子構造と安定性2017

    • 著者名/発表者名
      谷忠昭, 菅亮太, 山野侑香, 内田孝幸
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
  • [学会発表] Characteristics of MoO3/Ag/MoO3 Transparent Electrode and Their Electronic Structure2017

    • 著者名/発表者名
      R. Kan, Y. Yamano, T. Tani, T. Uchida, Y. Tabira and I. Yashima
    • 学会等名
      10th International Symposium on Transparent Oxide and Related Materials for Electronics and Optics
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸化モリブデンと銀を用いた積層構造透明導電膜の発現機構の研究2017

    • 著者名/発表者名
      菅亮太,山野侑香,谷忠昭,内田孝幸
    • 学会等名
      2017年度 日本写真学会年次大会
  • [学会発表] 銀ナノ粒子の劣化機構-腐食理論から固体物理へ2017

    • 著者名/発表者名
      谷忠昭, 菅亮太, 山野侑香, 内田孝幸
    • 学会等名
      2017年度 日本写真学会年次大会
  • [学会発表] 銀ナノ粒子の劣化の要因分析と対策―酸化、硫化&Ag+の拡散2017

    • 著者名/発表者名
      谷忠昭, 菅亮太, 山野侑香, 内田孝幸
    • 学会等名
      ナノ学会第15回大会
  • [学会発表] 銀ナノ粒子の安定性:銀塩写真からプラズモニクスへの展開2017

    • 著者名/発表者名
      谷忠昭, 菅亮太, 山野侑香, 内田孝幸
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] Flexible SnO2 Electrodes Prepared by Spray Deposition Processes for Ag Deposition-Based Three-Way EC Device2017

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, W. Fujimoto, K. Suzuki, Y. Henmi, Y. Seki,T. Sasaki, K. Pak, S. Seki, T. Suenaga, K. Kumagai,T. Satoh, T. Uchida
    • 学会等名
      The 24th International Display Workshops (IDW’17) EPp1 - 4L
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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