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2010 年度 実績報告書

液中プラズマ放電による合金ナノボールの創製と機能性発現のための物性測定

研究課題

研究課題/領域番号 20246094
研究機関北海道大学

研究代表者

渡辺 精一  北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60241353)

研究分担者 谷津 茂男  北海道大学, 大学院・工学研究院, 助教 (40111158)
西口 規彦  北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (40175518)
三浦 誠司  北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (50199949)
安住 和久  北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60175875)
坂口 紀史  北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (70344489)
キーワードナノボール / プラズマ放電 / 強非平衡系科学 / 電子顕微鏡 / ナノ粒子 / 液中プラズマ
研究概要

本研究の目的は,グロー放電による液中プラズマ利用の新規金属ナノボールの製法【Y.Toriyabe et.al "Controlled formation of metallic nano-balls during Plasma electrolysis",Applied Physics letters,2007:渡辺精一ら,特願2007-034698「導体微粒子を製造する方法」】を活用し,各種金属と合金材料を出発原料としたナノボール創製研究と機能物性発現の物性解析評価,および作製したナノ粒子を利用した新規機能材料の開発基礎のための材料設計を行うことである.
・ナノボール作製・評価チーム:
金属ナノボールを出発原料とした新規焼結合金の開発を行うため単体金属についても作製した.昨年度発見した新たなナノ表面改質化に向けたグロー放電制御のための基礎研究を行った.
・理論解析チーム:
ナノボールの物性,プラズマ制御.生成機構解明,相安定性の調査を行うために実験チームとの連携をとりながらナノボールに関する理論解析を行った.
・ナノボール物性測定チーム,電子顕微鏡その場実験チーム:
電子顕微鏡を用いてナノボールの組織観察とその場物性実験による機能物性発現評価を行った.
・ナノボール利用機能材料開発チーム:
合金および半導体を含むナノボールを出発原料とした新規材料設計を行った.また,レーザーを利用したナノボールのパターン配列と光特性の評価を行った.新規機能表面の創製を行い知財権取得,論文化を行っている.
以上を総括するに、ナノボール作製に関する基本的なノウハウの確立を終え、その後のデバイス化に着手できた。レーザーによるナノボール配列化やグロー放電による表面ドットなど当初計画した以上の成果が得られた。
これらに関する、成果発表や知財権の取得についても現在かなり進んでおり、新たな学理創出としての展開が実施できている。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (4件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (6件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] 液中プラズマ放電による金属・合金ナノボールの製造とその評価2012

    • 著者名/発表者名
      佐々木仁, 渡辺精一, 谷津茂男, 松尾保孝, 高橋平七郎
    • 雑誌名

      文部科学省ナノ・ネット事業成果事例クローズアップNanotechJapan Bulletin「フォーカス26」企画特集

      巻: 企画特集2012 ページ: 134-141

  • [雑誌論文] In situ transmission electron microscopy observation of the decomposition of MgH_2 nanofiber2011

    • 著者名/発表者名
      C. Zhu, N. Sakaguchi, S. Hosokai, S. Watanabe and T. Akiyama
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 36 ページ: 3600-3605

  • [雑誌論文] Self-Organized Two-Dimensional Vidro-Nanodot Array on Laser-Irradiated Si Surface2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Yoshida, N.Sakaguchi, S.Watanabe, T.Kato
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 4 ページ: 055202-1-055202-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Au/Si nanocomposite structure using nanosecond pulsed laser irradiation2011

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Yoshida, Seiichi Watanabe, Yoshiaki Nishijima, Kosei Ueno, Hiroaki Misawa, Takahiko Kato
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 22 ページ: 375607-1-375607-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dislocation Loop Formation and Growth under In Situ Laser and/or Electron Irradiation2011

    • 著者名/発表者名
      Zhanbing Yang, Norihito Sakaguchi, Seiichi Watanabe, Masayoshi Kawai
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 190 ページ: 1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication and evaluation of metal and alloy nanoballs using submerged discharge plasma2011

    • 著者名/発表者名
      H.Sasaki, S.Watanabe, S.Yatsu, Y.Matsuo, H.Takahashi
    • 雑誌名

      NanotechJapan Bulletin

      巻: 4[5] ページ: Focus 26-23

  • [雑誌論文] Size-Controlled Ni Nanoparticles Formation by Solution Glow Discharge2010

    • 著者名/発表者名
      G.Saito, S.Hosokai, T.Akiyama, S.Yoshida, S.Yatsu, S.Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 79 ページ: 2098-2103

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ observation of self-organizing nanodot formation under ns-pulsed laser irradiation on Si surface2010

    • 著者名/発表者名
      S.Watanabe, Y.Yoshida, S.Kayashima, S.Yatsu, M.Kawai, T.Kato
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 108 ページ: 083501-1-083501-3

    • 査読あり
  • [学会発表] Femt-second Pulsed Laser Irradiation onto Nanoparticles in Liquid2011

    • 著者名/発表者名
      S.Yatsu, T.Koiwa, Rafiq Mirz, T.Shibayama, S.Watanabe
    • 学会等名
      International Symposium on Surface Science (ISSS-6)
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      2011-12-13
  • [学会発表] Synthesis and characterization of photocatalytic nanoballs via submerged plasma glow-discharge2011

    • 著者名/発表者名
      Rafiq Mirza, S.Watanabe, S.Yatsu, S.Yoshida
    • 学会等名
      International Symposium on Surface Science (ISSS-6)
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      2011-12-12
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of Photocatalytic Nanoballs via Submerged Plasma Glow-discharge2011

    • 著者名/発表者名
      Rafiq Mirza, S.Yoshida, S.Yatsu, S.Watanabe
    • 学会等名
      日本金属学会2011年秋期講演大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(宜野湾市)
    • 年月日
      2011-11-07
  • [学会発表] エネルギービーム照射による半導体表面ナノドットの自己組織化配列2010

    • 著者名/発表者名
      渡辺精一
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 年月日
      2010-03-29
  • [図書] 液中陰極グロー放電プラズマによる導体ナノボール2010

    • 著者名/発表者名
      佐々木仁, 谷津茂男, 村本太平, 渡辺精一, 高橋平七郎
    • 総ページ数
      91-95
    • 出版者
      コンバテック
  • [備考]

    • URL

      http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/ryoshi_carem/?page_id=23

  • [産業財産権] 3次元表面構造を有する炭素材料2011

    • 発明者名
      加藤隆彦, 渡辺精一, 足立修一郎, 吉田誠人, 住谷圭二
    • 権利者名
      株式会社日立製作所、日立化成工業(株)
    • 産業財産権番号
      特許、特願2012-022269
    • 出願年月日
      2011-02-03
  • [産業財産権] レーザー誘起表面層を有する3次元構造体及びその製造方法2010

    • 発明者名
      加藤隆彦, 渡辺精一, 吉田裕
    • 権利者名
      日立製作所,国立大学法人北海道大学
    • 産業財産権番号
      特許、特願2010-190345/PCT/JP2011/068552
    • 出願年月日
      2010-08-27
  • [産業財産権] 表面処理金属材料の製造方法2010

    • 発明者名
      名越正泰, 佐藤馨, 渡辺精一, 吉田壮貴
    • 権利者名
      JFEスチール株式会社
    • 産業財産権番号
      特願2010-262208
    • 出願年月日
      2010-11-15
  • [産業財産権] レーザー誘起表面ナノ配列構造の作製方法及びそれを用いて作製したデバイス構造2010

    • 発明者名
      加藤隆彦, 渡辺精一, 谷津茂男, 萱島知, 西口規彦, 三澤弘明, 朝倉清高
    • 権利者名
      株式会社日立製作所, 国立大学法人北海道大学
    • 産業財産権番号
      米国出願P13/322156
    • 出願年月日
      2010-05-25
    • 外国
  • [産業財産権] レーザー誘起表面層を有する3次元構造体及びその製造方法2010

    • 発明者名
      加藤隆彦, 渡辺精一, 吉田裕
    • 権利者名
      日立製作所, 国立大学法人北海道大学
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2011/068552
    • 出願年月日
      2010-08-27
    • 外国
  • [産業財産権] 表面改質された導電性材料の製造方法2010

    • 発明者名
      名越正泰, 佐藤馨, 渡辺精一, 吉田壮貴
    • 権利者名
      JFEスチール株式会社
    • 産業財産権番号
      特願2010-1889962
    • 出願年月日
      2010-08-31

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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