| 研究課題/領域番号 |
16K21573
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| 研究機関 | 長野工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
柳沼 晋 長野工業高等専門学校, 一般科, 准教授 (80516518)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | アモルファス合金 / イオン液体 / 物理蒸着 / ナノ構造 / 誘導自己組織化 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、アモルファス合金の非晶質由来の特性をベースに、イオン液体への物理蒸着を利用することにより、ナノスケール構造体を合成・分散する技術を開発し、それらの表面酸化や結晶化を制御することを目的とする。本年度は、平成28年度に引き続き、超高真空槽・真空排気システムの整備とスパッタリングによるナノ粒子およびワイヤーの合成・分散化に取り組んだ。現在も、コンパクトスパッタ装置を用いた金属スパッタ蒸着を継続しているところである。
一方、当初から見込まれている生体材料への応用との橋渡しという位置付けで行った、走査トンネル顕微鏡（STM）を用いた銅フタロシアニン（CuPc）分子の実験および解析の結果から、電界誘起拡散・凝集現象の解明・制御における進展があったので報告する。■ Bi(001)面に吸着したCuPc分子の分子間の水素結合によるアイランドの形成と消失が、STM探針－試料間に印加したパルス電圧によって可逆的に制御できることを示した。■ 探針に負（正）バイアスを印加すると引力（斥力）がはたらくという観測結果から、Bi(001)上のCuPcは正に帯電しており、これまでに報告例のあるAg(111)上やAu(111)上のCuPcとは極性が逆であることが分かった。■ 一旦形成されたアイランドが消失する過程は、アイランド端からの分子の脱離であること、そのメカニズムが探針の正電位とCuPcの正電荷とのクーロン反発力に起因することを提案した。
この表面吸着分子系の誘導自己組織化現象に関する基礎的知見は、イオン液体中にアモルファス合金ナノ構造体を合成・分散化する技術と組み合わせることで、ナノスケールの分散性ワイヤーのアレイ化による配向制御に繋がると考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本プロジェクトは初年度より、アモルファス合金から成るスパッタターゲットを継続的に入手できる見通しが立たなくなり、多元同時スパッタ可能なターゲットや合金粉末ターゲット（合金組成を混合した金属粉末を固化成形したもの）を新たに入手する必要が生じたことに加えて、コンパクトスパッタ装置の仕様でターゲット厚に制限があり、実験が滞ったため。
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年度に確保した合金粉末ターゲットのイオン液体（BMI-BF4など）やポリエチレングリコールへのスパッタ蒸着を試みて、各種実験パラメータの最適化を進めるとともに、超高真空装置での実験に移行していく計画である。
これらと並行して、表面吸着分子系の誘導自己組織化現象に関する研究を今後も継続したい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）
スパッタターゲットの変更が要因となり、超高真空槽へ追加で装備する試料作製装置の仕様決定・選定にも時間を要したことから、研究期間の延長を申請する方向で検討しているため。
（使用計画）
スパッタ源ユニット一式（納入予定時期：平成30年12月）の購入費用（120万円程度）に充てる予定である。
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