| 研究課題/領域番号 |
16205026
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
無機工業材料
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
村越 敬 北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (40241301)
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| 研究分担者 |
木口 学 北海道大学, 大学院・理学研究院, 助教 (70313020)
並河 英紀 北海道大学, 大学院・理学研究院, 助教 (30372262)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2007
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| キーワード | エネルギー変換 / 量子化コンダクタンス / 非対称構造 / 光物性 / 表面・界面物性 / ナノコンタクト / カーボンナノチューブ / 分子分別 / molecular separation |
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| 研究概要 |
本研究では、数nmから数百nmのサイズ領域にある金属や半導体微小構造を制御して、非対称な金属微小接合や周期的超構造を表面に形成し、外部からの電位や磁場、光などの摂動とそれらの揺動を組み合わせて化学エネルギーや光、熱さらに運動エネルギーなどを相互に自在に変換可能な新しい微小システムの構築を行った。具体的には(1)コンダクタンスの量子化が発現する金属非対称ナノ接合における電子の電気化学ポテンシャルの熱・光変換過程の制御、(2) 2次元平面に構築された非対称周期ナノ構造における分子・イオン選別機能の付与と制御についての検討を行った。これらの研究により、非対称ポテンシャル場において、方向性のないランダムなゆらぎにアシストされて発現する粒子の効率的な整流・分別現象の支配要因が明らかとなった。また、この知見に基づき電子準位の制御されたメソスコピック機能単位をエネルギー勾配を持って配置し、熱勾配を利用して電子をアップヒルに輸送するシステムや2次元表面での分子の効率的移送・認識・分別を可能とするシステムが構築された。さらに、溶液内において、磁場と光の作用に予知特定の構造を有する単層カーボンナノチューブ(SWNT)を選択分別する技術の確立にも成功した。具体的には、単色光照射により溶液内において特定のSWNTに選択的に光触媒反応を誘起させ金属を析出させ、照射光波長と析出させる金属の種類を選択し、励起するSWNTの直径ならびにSWVNTのvan Hove特異点の絶対電位それぞれを任意に選択することが可能となり、この金属析出を選択的に誘起させたSWNTを磁場分離する事によって、望む直径と化学的反応性、光学特性を有するSWNTを分離精製することを可能とした。
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