ナノスケール熱制御に向けたナノ粒子超格子構造のプログラマブル融合化

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K13614
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ナノ構造物理
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 田川 美穂 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (40512330)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: DNA / ナノ粒子 / コロイド結晶成長 / X線小角散乱 / 機能性ナノ材料

研究成果の概要

DNA修飾ナノ粒子超格子の単結晶を、レジンなどの固定法を用いずに、結晶の平衡系であるウルフ多面体形状を保ったまま直接乾燥により構造安定化することに成功した。
DNA修飾ナノ粒子超格子の水和状態におけるナノ粒子の体積率を変化させることで、直接乾燥後も構造を維持できる条件を検討した。その結果、水和状態においてナノ粒子体積率が高いときに、直接乾燥後も構造を維持しやすいことを発見した。更に、電子線照射により、超格子中のナノ粒子の表面のみが融解し、隣接粒子と融合することを発見した。本手法は、フォノニック結晶の前駆体作製法として有効であることを示した。

自由記述の分野

ナノ材料科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

デバイスの小型化や情報処理量の増加に伴い、ナノスケールの熱制御が必要不可欠となってきている。トップダウン的方法により金属ナノ粒子の積層構造を作製し、バルクの熱伝導率と比較してナノ構造化による熱伝導率変化を測定する研究は行われていた。しかし、トップダウン的方法でナノ構造を精密に制御するのは難しく、正確な熱伝導率測定も困難であった。本手法で金属ナノ構造を高精度に制御できるため、今後ナノ構造と熱輸送（フォノン輸送）の関係解明に貢献すると期待できる。