| 研究課題/領域番号 |
19K05191
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| 研究機関 | 旭川工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
兵野 篤 旭川工業高等専門学校, 物質化学工学科, 助教 (20554299)
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| 研究分担者 |
伊藤 史典 公益財団法人地球環境産業技術研究機構, その他部局等, 研究員 (10366429)
高瀬 舞 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (20631972)
阿部 薫明 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (40374566)
千葉 誠 旭川工業高等専門学校, 物質化学工学科, 准教授 (80390384)
鈴木 啓太 北海道大学, 工学研究院, 技術職員 (90649146)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | ラマン散乱増強 / 電気めっき |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、実用的な高感度ラマン分光分析用のプローブとして、表面にナノギャップ構 造を有した微細金属構造をもつ微粒子の創製と、その応用展開を目指している。高規則構造であるコロイド結晶と短時間電解めっき法の技術を用いて、表面にナノギャップを有する微粒子を作製し、試料表面の 任意の測定位置に移動可能な汎用性プローブとして用いることで増強効果の原理解明の道筋をつけるとともに、実用的な測定プローブとしての応用展開に取り組む。
2019年度は粒子の生成条件と制御から取り組み、後半から表面構造の評価を、さらに光吸収によって表面プラズモン吸収の評価を行った。 0.01 M-0.1 M硝酸銀水溶液中で直流電圧1-5 Vでポリスチレンコロイド結晶に対してめっきを行ったとき、銀クラスターが粒子の間隙もしくは表面において成長する過程が明らかになった。これらは、ポリスチレン粒子の粒径を1000 nmから200 nmに変化させても同一の傾向が観察された。大電圧・長時間の電圧印加により過成長すると、銀はデンドライト状に成長している様子が観察された。オージェ分光分析の結果よりこれらの微細な銀構造体は、たとえ発生直後の非常に微細な粒子の段階においても酸化されていないことを確認した。また、これら銀の析出した試料について光吸収スペクトルを測定すると、銀の表面プラズモン吸収によると考えらえる吸収が見られ、光増強材として利用できる可能性が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2019年度は当初の予定通り、粒子の生成条件と制御から、および表面構造の評価を行った。懸念されていた小さなポリスチレン粒子を用いたコロイド結晶作成の困難さにより、ポリスチレン結晶サイズによる変化は予定より遅れている。一方で、当初の予定より前倒しして光吸収スペクトルの測定による表面プラズモン吸収の評価を開始している。
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| 今後の研究の推進方策 |
2020年度はRaman測定への応用のために、単一粒子レベルでの取り扱い方法を模索し、銀クラスターのギャップにおける増強電場を確認することを目指す。
また、ギャップの大きさの定量的な評価と制御を目指し、ポリスチレン粒子径・めっき溶液濃度・めっき時印加電圧変化時の網羅的なデータ取得を開始する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ポリスチレン粒子合成装置が予定よりも安価で仕上がったことおよび３月予定の学会および出張を伴う実験および打合せの中止により未使用予算が生じた
2020年度は滞った出張にともなう費用と消耗品費として使用予定である
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