光誘起ナノ反応場を利用したナノマテリアルの創製

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20245043
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 平尾 一之 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90127126)
• 研究分担者: 下間 靖彦 京都大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (40378807) ; 田原 美紀 京都大学, 大学院・工学研究科, 特定研究員 (70437250)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: ナノ粒子 / 超短パルスレーザー / 液相アブレーション / 単磁区臨界径

研究概要

ガラスリアクター内部への超短パルスレーザーの集光照射により形成した光誘起ナノ反応場を利用したナノマテリアル合成システムを開発した。本システムを利用し、永久磁石材料として代表的なNd_2Fe_<14>B、Sm_2Fe_<17>N_3、FePtから成る単磁区臨界半径以下のナノ粒子の合成に成功した。バイオメディカル用磁性流体等の分野に有効な高純度、高速、高効率な合成プロセス技術におけるブレークスルーを見出すことができた。

研究成果

• [雑誌論文] Glasses for Photonic Applications (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Richardson, D.Krol, K.Hirao
  • 雑誌名: Int.J.Appl.Glass Sci. 1 ページ: 74-86
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo-initiation of ZnO nanorod formation by femtosecond laser irradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Wu, Y.Shimotsuma, M.Nishi, M.Sakakura, K.Miura, K.Hirao
  • 雑誌名: J.Ceram.Soc.Jpn. 118 ページ: 147-151
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective growth of gold nanoparticles on FIB-induced amorphous phase of Si substrate (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Matsuoka, M.Nishi, Y.Shimotsuma, K.Miura, K.Hirao
  • 雑誌名: J.Ceram.Soc.Jpn. 118 ページ: 575-578
  • 査読あり
• [雑誌論文] Random lasing from localized modes in strongly scattering systems consisting of macroporous titania monoliths infiltrated with dye solution (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Murai, K.Fujita, J.Konishi, K.Hirao, K.Tanaka
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 97 ページ: 031118-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Space-selective phase separation inside a glass by controlling compositional distribution with femtosecond laser irradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Shimizu, K. Miura, M. Sakakura, M. Nishi, Y. Shimotsuma, S. Kanehira, T. Nakaya, K. Hirao
  • 雑誌名: Appl.Phys.A 100 ページ: 1001-1005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast Manipulation of Self-Assembled Form Birefringence in Glass (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Shimotsuma, M.Sakakura, P.G.Kazansky, M.Beresna, J.Qiu, K.Miura, K.Hirao
  • 雑誌名: Adv.Mater. 108 ページ: 073533-1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and magnetic properties of amorphous EuTiO_3 thin films (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Zong, K.Kugimiya, K.Fujita, H.Akamatsu, K.Hirao, K.Tanaka
  • 雑誌名: J.Non-Cryst.Solids 356 ページ: 2389-2392
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous Tailoring of Phase Evolution and Dopant Distribution in the Glassy Phase for Controllable Luminescence (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Zhou, N.Jiang, K.Miura, S.Tanabe, M.Shimizu, M,Sakakura, Y.Shimotsuma, M.Nishi, J.g Qiu, K.Hirao
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 132 ページ: 17945-73952
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of heat-modification inside a glass after irradiation with high-repetition rate femtosecond laser pulses (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Shimizu, M.Sakakura, M.Ohnishi, Y.Shimotsuma, T.Nakaya, K.Miura, K.Hirao
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 108 ページ: 073533-1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elastic and thermal dynamics in femtosecond laser-induced structural change inside glasses studied by the transient lens method (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Sakakura, M.Terazima, Y.Shimotsuma, K.Miura, K.Hirao
  • 雑誌名: Laser Chem. 2010 ページ: 128268-1-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase control on iron silicieds using femtosecond laser irradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Kanehira, M.Sakakura, Y.Shimotsuma, M.Eida, K.Miura, K.Hirao
  • 雑誌名: Appl.Phys.A 101 ページ: 81-85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of three-dimensional 1 x 4 splitter waveguides inside a glass substrate with spatially phase modulated laser beam (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Sakakura, T.Sawano, Y.Shimotsuma, K.Miura, K.Hirao
  • 雑誌名: Opt.Express 18 ページ: 12136-12143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crack Propagation in a Ruby Single Crystal by Femtosecond Laser Irradiation (2009)
  • 著者名/発表者名: C.Moon, S.Kanehira, M.Nishi, K.Miura, T.Nakaya, E.Tochigi, N.Shibata, Y.Ikuhara, K.Hirao
  • 雑誌名: J.Am.Ceram.Soc. 29 ページ: 3118-3121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parallel Drawing of Multiple Bent Optical Waveguides Using a Spatial Light Modulator (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Sakakura, T.Sawano, Y.Shimotsuma, K.Miura, K.Hirao
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 48 ページ: 126507-1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micromodification of element distribution in glass using femtosecond laser irradiation (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Liu, M.Shimizu, B.Zhu, Y.Dai, B.Qian, J.Qiu, Y.Shimotsuma, K.Miura, K.Hirao
  • 雑誌名: Opt.Lett. 34 ページ: 136-138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Directionally controlled 3D ferroelectric single crystal growth in LaBGeO_5 glass by femtosecond laser irradiation (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Stone, M.Sakakura, Y.Shimotsuma, G.Stone, P.Gupta, K.Miura, K.Hirao, V.Dierolf, H.Jain
  • 雑誌名: Opt.Express 17 ページ: 23284-23289
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced magnetization and ferrimagnetic behavior of normal spinel ZnFe_2O_4 thin film irradiated with femtosecond laser (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Nakashima, K.Fujita, A.Nakao, K.Tanaka, Y.Shimotsuma, K.Miura, K.Hirao
  • 雑誌名: Appl.Phys.A 94 ページ: 83-88
  • 査読あり
• [雑誌論文] Confocal Raman imaging of femtosecond laser induced microstructures in germanate glasses (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Liu, M.Shimizu, X.Wang, B.Zhu, M.Sakakura, Y.Shimotsuma, J.Qiu, K.Miura, K.Hirao
  • 雑誌名: Chem.Phys.Lett. 477 ページ: 122-125
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrashort pulse manipulation of ZnO nanowire growth (2009)
  • 著者名/発表者名: E.T.Y.Lee, Y.Shimotsuma, M.Sakakura, M.Nishi, K.Miura, K.Hirao
  • 雑誌名: J.Nanosci.Nanotech. 9 ページ: 618-626
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo-conversion and evolution of one-dimensional Cu nano-particles under femtosecond laser irradiation (2008)
  • 著者名/発表者名: G.Chang, Y.Shimotsuma, M.Sakakura, T.Yuasa, H.Honma, M.Oyama, K.Miura, J.Qiu, P.G.Kazansky, K.Hirao
  • 雑誌名: Appl.Surf.Sci. 254 ページ: 4992-4998
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of Si structure in glass with a femtosecond laser (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Miura, K.Hirao, Y.Shimotsuma, M.Sakakura, S.Kanehira
  • 雑誌名: Appl.Phys.A 93 ページ: 183-188
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo-initiated growth of zinc oxide (ZnO) nanorods (2008)
  • 著者名/発表者名: E.T.Y.Lee, Y.Shimotsuma, M.Sakakura, M.Nishi, K.Miura, K.Hirao
  • 雑誌名: Mater.Lett. 62 ページ: 4044-4046
  • 査読あり
• [学会発表] Manipulating functionalized 2PP structures on the BioPhotonics Workstation (2011)
  • 著者名/発表者名: 松岡智代、西正之、坂倉政明、三浦清貴、平尾一之、D.Palima、S.Tauro、A.Banas、J.Gluckstad.
  • 学会等名: Photonic West 2011
  • 発表場所: 米国・サンフランシスコ
  • 年月日: 2011-01-27
• [学会発表] Formation of Silicon and Silicon-based Semiconductor Materials via Photoinduced Reaction Using Femtosecond Laser (2010)
  • 著者名/発表者名: 西村将和、兼平真悟、坂倉政明、下間靖彦、三浦清貴、平尾一之
  • 学会等名: 2010 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: 米国・ボストン
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] Preparation of Nd_2Fe_<14>B nanoparticles under femtosecond laser ablation in liquid (2010)
  • 著者名/発表者名: 山本貴士、下間靖彦、坂倉政明、西正之、三浦清貴、平尾一之
  • 学会等名: 3^<rd> International Congress on Ceramics
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] Photonic Materials (2010)
  • 著者名/発表者名: 平尾一之
  • 学会等名: 3^<rd> International Congress on Ceramics
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] Selective Growth and SERS Property of Gold Nanoparticles on Amorphized Silicon Surface (2010)
  • 著者名/発表者名: 松岡智代、西正之、坂倉政明、下間靖彦、三浦清貴、平尾一之
  • 学会等名: 3^<rd> International Congress on Ceramics
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2010-11-16
• [学会発表] Sol-Gel synthesis of Au-nanoparticle dispersed bicontinuous macroporous siloxane gel (2010)
  • 著者名/発表者名: 濱田裕也、西正之、下間靖彦、三浦清貴、平尾一之
  • 学会等名: 3^<rd> International Congress on Ceramics
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] Fundamental studies of heat modification inside glasses by repeated irradiation with ultrashort laser pulses (2010)
  • 著者名/発表者名: 坂倉政明、清水雅弘、下間靖彦、三浦清貴、平尾一之
  • 学会等名: International Conference FLAMN-10
  • 発表場所: ロシア・サンクトペテルブルグ
  • 年月日: 2010-07-06
• [学会発表] Migrating element in glass with laser irradiation (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水雅弘、三浦清貴、保田直美、坂倉政明、兼平真悟、西正之、下間靖彦、平尾一之
  • 学会等名: MRS 2009 Fall Meeting
  • 発表場所: 米国・ボストン
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] Ultrafast Defect Manipulation with Optical Anisotropy in Fused Silica (2009)
  • 著者名/発表者名: 下間靖彦
  • 学会等名: MRS 2009 Fall Meeting
  • 発表場所: 米国・ボストン
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] フェムト秒レーザー光化学を利用した固体・表面の構造制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 平尾一之
  • 学会等名: 固体・表面光化学討論会 第28回討論会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-11-21
• [学会発表] 光誘起反応によるガラス界面へのSi結晶析出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西村将和、兼平真悟、坂倉政明、下間靖彦、三浦清貴、平尾一之
  • 学会等名: 第50回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-10-29
• [学会発表] FIB加工部への自己組織的成長を利用した金ナノ粒子のパターン形成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松岡智代、西正之、下間靖彦、三浦清貴、平尾一之
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 第22回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] Nd_2Fe_<14>Bナノ粒子の作製と磁気特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山本貴士、下間靖彦、坂倉政明、西正之、三浦清貴、平尾一之、佐川眞人
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 第22回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] Auナノ粒子を分散した多孔性シロキサンゲルの合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 濱田裕也、西正之、下間靖彦、三浦清貴、平尾一之
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 第22回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] Nd_2Fe_<14>Bナノ粒子の作製と磁気特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山本貴士、下間靖彦、坂倉政明、西正之、三浦清貴、平尾一之、佐川眞人
  • 学会等名: 2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] 偏光依存酸素欠陥構造の超高速制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 下間靖彦、坂倉政明、三浦清貴、平尾一之
  • 学会等名: 2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] FIBで加工した金ナノ粒子の自己組織的成長 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松岡智代、西正之、下間靖彦、三浦清貴、平尾一之
  • 学会等名: 2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] ナノガラスの最前線 (2009)
  • 著者名/発表者名: 平尾一之
  • 学会等名: 国際ナノファイバーシンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2009-06-18
• [学会発表] Three-dimensional Nanoarchitecture in Glasses using the Combination of fs laser pulses and the new LCOS modulator (2009)
  • 著者名/発表者名: 平尾一之
  • 学会等名: The Third International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics
  • 発表場所: メルパルク横浜
  • 年月日: 2009-06-16
• [学会発表] Ultrafast switching of nanostructure in fused silica (2009)
  • 著者名/発表者名: 下間靖彦
  • 学会等名: Nanotech Insight 2009
  • 発表場所: スペイン・バルセロナ
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] 石英ガラス内部の偏光依存ナノ周期構造の超高速制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 下間靖彦
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2009年年会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2009-03-18
• [学会発表] フェムト秒レーザーによる熱蓄積効果を利用したガラス内部への元素分布形成(1) (2009)
  • 著者名/発表者名: 保田直美、清水雅弘、坂倉政明、下間靖彦、三浦清貴、平尾一之
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2009年年会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2009-03-18
• [学会発表] フェムト秒レーザーによる熱蓄積効果を利用したガラス内部への元素分布形成(2) (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水雅弘、坂倉政明、下間靖彦、三浦清貴、平尾一之
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2009年年会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2009-03-18
• [学会発表] フェムト秒レーザーによるガラス内部の偏光依存ナノ構造制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 下間靖彦
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第29回年次大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2009-01-12
• [学会発表] 金ナノ・マイクロ粒子の合成と形状制御におけるMPTMSの可能性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 浅田智代、西正之、下間靖彦、三浦清貴、平尾一之
  • 学会等名: 第47回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2009-01-08
• [学会発表] タングステン種分散によるZrO_2共連続多孔体の機能化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 畑和宏、西正之、下間靖彦、徳留靖明、三浦清貴、平尾一之
  • 学会等名: 第47回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2009-01-08
• [図書] セラミック機能化ハンドブック (2010)
  • 著者名/発表者名: 三浦清貴、下間靖彦、坂倉政明、平尾一之
  • 総ページ数: 120-150
  • 出版者: (株)エヌ・ティー・エス
• [図書] 先端ガラスの産業応用と新しい加工 (2009)
  • 著者名/発表者名: 平尾一之
  • 総ページ数: 1-13
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 最先端高密度配線銅めっき技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 下間靖彦、三浦清貴、平尾一之
  • 総ページ数: 221-236
  • 出版者: シーエムシー出版
• [産業財産権] 配線導体の形成方法および配線基板 (2009)
  • 発明者名: 福島俊彦、吉田幸治、山名毅、渡辺静晴、川上章彦、平尾一之、三浦清貴、下間靖彦、坂倉政明、兼平真悟
  • 権利者名: 株式会社村田製作所
  • 産業財産権番号: 特許,特許公開2010-192786
  • 出願年月日: 2009-02-20
• [産業財産権] レーザ光照射装置及び照射方法 (2009)
  • 発明者名: 坂倉政明、平尾一之、三浦清貴、下間靖彦、福智昇央、伊藤晴康
  • 権利者名: 浜松ホトニクス株式会社
  • 産業財産権番号: 特許,特許公開2010-184265
  • 出願年月日: 2009-02-12
• [産業財産権] 配線導体の形成方法および配線基板 (2009)
  • 発明者名: 吉田幸治、福島俊彦、山名毅、渡辺静晴、川上章彦、平尾一之、三浦清貴、下間靖彦、坂倉政明、兼平真悟
  • 権利者名: 株式会社村田製作所
  • 産業財産権番号: 特許,特許公開2010-186842
  • 出願年月日: 2009-02-12
• [産業財産権] 組成分布を生じる光学部品用透明材料及びこれを利用する光学部品 (2008)
  • 発明者名: 三浦清貴、下間靖彦、平尾一之、富田礼子、田中修平、橋本智弘、山口勝彦
  • 権利者名: 京都大学、田中修平、株式会社オハラ
  • 産業財産権番号: 特許,特許公開2010-70399
  • 出願年月日: 2008-09-16