| 研究課題/領域番号 |
18K04739
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
山本 春也 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 上席研究員 (70354941)
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| 研究分担者 |
田口 富嗣 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員 (50354832)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 円柱状ナノ空間構造 / イオンビーム / 電子線 / ナノ粒子 / 触媒 / 局在型表面プラズモン共鳴吸収 |
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| 研究実績の概要 |
金属ナノ粒子の局在型表面プラズモン共鳴吸収による光発熱効果は、太陽光エネルギー利用の観点から近年注目されている。光発熱性に加えて触媒反応性を付与できれば太陽光のみで駆動する機能性材料の開発が期待できる。本研究では、イオンビーム照射と化学エッチング処理によりポリイミドフィルムに形成される円柱状ナノ空間内に局在型表面プラズモン共鳴吸収により発熱するプラズモンナノ粒子や触媒金属ナノ粒子を高密度集積する手法の開発を目的に研究を進めている。本年度は、ポリイミドフィルムに形成した円柱状ナノ空間構造内への可視光領域に局在型表面プラズモン共鳴吸収を示すAuナノ粒子の形成を実施した。具体的には、ポリイミドフィルム（厚さ25μｍ）に対してフィルムを貫通する350 MeV Xeイオンビームの照射（3 × 107 ions/cm2）を行い、化学エッチングにより円柱状ナノ空間構造（口径：500 nm、長さ：25μｍ）を作製した。その後、塩化金酸水溶液(1 mmol/L)にイソプロピルアルコール（0～10 v%）添加した水溶液に浸漬した試料に2 MVの電子線を照射(500 kGy)し、Auナノ粒子を形成し、透過型電子顕微鏡観察により穿孔内部に担持されているAuナノ粒子の形態や集積度合を調べた。その結果、穿孔内部に大きさ5 nm程度の孤立したナノ粒子が分散担持されていることが確認できた。しかし、プラズモン共鳴吸収を示すまでには高密度にナノ粒子を担持するまでには至らなかった。そこで、ポリイミドフィルム表面における局在型表面プラズモン共鳴吸収特性を付与する目的で、スパッタリング法によるAu、Ag合金、TiNのナノ粒子の形成を実施した結果、可視光領域における光吸収を確認することができた。
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