| 研究課題/領域番号 |
17K05006
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| 研究機関 | 公益財団法人九州先端科学技術研究所 |
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研究代表者 |
王 胖胖 公益財団法人九州先端科学技術研究所, マテリアルズ・オープン・ラボ, 研究員 (50592010)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 表面プラズモン共鳴 / 光誘起力 / 原子間力顕微鏡 / フォース測定 / 弾性率 / ナノインデンテーション |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題は、光と物質の相互作用であるプラズモン共鳴による材料内部に発生した微弱な力そ定量的に測定することを目的とする。プラズモン共鳴現象を起こる代表的な材料は貴金属のナノ構造である。本研究は、まず銀、金のナノ粒子で構成した２次元ナノ粒子膜（またはシート）の力学特性を定量的に測定することが重要である。H30年度の研究実績は下記にまとめている。
（１）銀ナノ粒子自立膜を作製して、原子力顕微鏡ナノインデンテーション法を用いて、その自立膜の弾性率を定量的に測定に成功した。ナノ粒子間の引力の由来は有機分子間の複雑的な相互作用であることがわかった。
（２）銀ナノ粒子の自立膜をソフトポリマー基板上に積層してから、ナノインデンテーション法によりナノ粒子膜層数と機械的強度の相関性を測定に成功した。ソフト基板の弾性率を実験で制御することもできた。金ナノ粒子膜の特性も測定できた。
（３）前年度が完成できなかった光照射システムを原子間力顕微鏡に導入した。光照射によるナノ材料の力学特性測定もできた。それとともに、電気測定システムも導入した。光・電気・力学のマルチ物理特性測定ができるようにした。
（４）真空原子間力顕微鏡システムの立ち上げも完成した。大気中の力学測定はカンチレバー針とサンプル表面の凝縮水の影響も大幅に改善した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
（１）有機分子被覆金属ナノ粒子間の相互作用のメカニズム解明まで近づいた。具体的には、ナノインデンテーション法を用いて、ナノ粒子膜の力学測定による得られた力ー変位カーブを解析して、これまで報告がなかったパラメータが発見した。そのパラメータの詳細はこれから力を入れて解明する。
（２）光導入によるナノ粒子膜の力学特性変化がありましたが、プラズモン共鳴の影響か、熱の影響か、これから詳しく解明する必要がある。
（３）真空条件下での原子間力顕微鏡は大気中測定より安定な力学測定ができた。さらに、ナノ材料の硬さによって、測定用のカンチレバーの硬さを選択の重要性もわかってきた。これからもっと精密に力測定ができることを期待できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
（１）有機分子間の相互作用によるナノ粒子膜弾性率への影響のメカニズムを明らかにする。
（２）入射光の波長制御できるシステムを利用して、熱・光の影響を分けること。
（３）ナノ薄膜の力学モデルを利用して、他の２次元材料の力学測定もチャレンジする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
分析機器利用料金の予定だった予算が利用していなかったため、次年度使用額が生じた。残額は、次年度分析機器利用料金として利用する予定がある。
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