プラズモン共鳴による発生した光誘起力の定量的測定法の開発

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K05006
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ材料工学
• 研究機関: 公益財団法人九州先端科学技術研究所 (2018-2019); 九州大学 (2017)
• 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)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: ナノ力学 / ナノ粒子 / プラズモン共鳴 / 原子間力顕微鏡 / ナノインデンテーション

研究成果の概要

本研究では、ナノ空間でプラズモン共鳴による発生した微弱な光誘起力の定量測定方法の開発、近接場光がナノ材料の力学特性に及ぼす影響の解明を目指していた。局在プラズモン特性を持つ金属ナノ粒子の自立単層膜を研究対象にした。極微弱力を定量的測定ができる原子間力顕微鏡を用いて、ナノインデンテーション（押し込み）手法で、ナノ粒子間で発生する光誘起力の測定を目指した。研究成果は：（１）銀ナノ粒子の自立単層膜の力学特性（ヤング率等）の精密測定に成功した。（２）ソフトな基板上のハードなナノ薄膜の力学的応答の測定に成功した。（３）ナノ空間で有機分子間の力学的相互作用の新しい物理モデルを提案した。

自由記述の分野

ナノ材料工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

ナノ構造の力学特性測定はこれまで解析手段では不十分であり、新たな技術と理論が必要である。本研究は、プラズモン特性を有する金属ナノ粒子自立膜をモデルとしてナノ構造の力学特性と光との関係の解明を目指していた。プラズモン共鳴による金属ナノ粒子自立膜の力学特性測定はこれまで研究されていなかった。本研究は、この切り口から様々な実験を設計し、ナノ粒子薄膜の力学特性を定量的測定に成功した。特に、ソフト基板上のハードなナノ粒子薄膜の力学的応答を測定できた。さらに、有機分子間の力学的相互作用の新しい力学モデルも提案した。本研究で得た成果はナノ材料の力学特性（ナノ力学）分野に貢献したと考えられる。