金ナノロッドの形状と局所原子変位に関する先端電子顕微鏡解析

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18H01830
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分28030:ナノ材料科学関連
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松村 晶 九州大学, 工学研究院, 教授 (60150520)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 高分解能電子顕微鏡 / ナノ粒子 / 原子変位 / 格子歪 / プラズモニクス / レーザー光照射

研究成果の概要

様々な光学機能素子としての応用が期待されている金ナノロッドの原子配列構造を最先端の走査透過電子顕微鏡法と分子動力学理論計算の両面から解明した。その結果、ナノ粒子の内部には形状に依存して局所的な歪みが生じており、その歪みは表面曲率の局所的に変化で説明できることが明らかになった。さらに近赤外光のレーザーパルス照射による金ナノロッドの変形と内部の原子配列変化は、吸収エネルギーの熱化によって理解できることを実験的に初めて明らかにした。

自由記述の分野

ナノ材料物性

研究成果の学術的意義や社会的意義

金属ナノ粒子の内部に局所的に不均質な格子歪みが発生することを実験的に明らかにし、それが粒子表面の局所的な曲率とその変化で理解できることを示したことは、様々な機能素子としての応用が期待されている金属ナノ粒子の機能を格子歪みによって制御する可能性を拓くことに繋がる。さらにレーザー光照射による構造相転移の基本的な機構も明らかになり、光照射による金属ナノ粒子の状態と機能制御の可能性も示した。