金属・半導体クラスターの複合・集積課程の解明とナノ構造制御の最適化

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20246110
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 隅山 兼治 名古屋工業大学, 工学研究科, プロジェクト研究員 (70101243)
• 研究分担者: 日原 岳彦 名古屋工業大学, 工学研究科, 准教授 (60324480)
• キーワード: ナノプロセス / ナノ粒子複合化 / ナノ粒子高密度化 / ナノ尺度計測 / ナノ粒子界面制

研究概要

本計画では、ナノサイズの金属クラスターからの物質創製を目指し次のような研究を行ってきた。
平成20年度:高分解能透過電子顕微鏡のスロースキャンCCDカメラの更新、イタリア・ミラノ大学で開発されたクラスター源の導入、クラスターの接触・接合状態の様相の解明、
平成21年度:異なるクラスターの成長・衝突により形成されるコアシェル構造・組織の解明、
平成22年度:強制堆積による組織・密度制御と構造、特性の変化を統一的に理解するとともに、高機能複合材料を創製するための基盤技術を確立する。
以下に、平成21年度の成果を記する。
1.コアシェルクラスターの微細構造の解明:飛行中ならびに基板上で衝突したFeとSiクラスターについて、高分解能透過電子顕微鏡(現有設備)、走査透過型電子顕微鏡(東北大学との共同研究)、X線回折、メスバウァー効果の測定を行い、界面ならびにクラスター内部の構造、組織を明らかにした。
2.パルスマイクロプラズマクラスター源:AuやNiクラスターを作製し、サイズ単分散性、生成量についての最適条件を見出すとともに、それらの試料の触媒特性を調べた。プラズマガス凝縮装置(従来から使用)に比べて、ターゲットが2桁程度小さくても、構造、生成量とも同程度にクラスターが得られることを確認した。
3.合金クラスターの高密度集積:Fe-Co合金クラスターの酸化度を制御しながら高密度堆積(充填率約80%)した試料について、高周波磁気特性を測定した。高周波数3GHz領域でも透磁率約100の特性が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Synthesis of Ag-In binary sulfide nanoparticles-structural tuning and their photoluminescence properties (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Ogawa, T.Kuzuya, Y.Hamanaka, K.Sumiyama
  • 雑誌名: J.Mater.Chem. 20 ページ: 2226-2231
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Softness and High-Frequency Characteristics of Fe_<65>Co_<35>-O Alloy Films (2009)
  • 著者名/発表者名: W.Wang, Y.Chen, G.H.Yue, K.Sumiyama, T.Hihara, D.L.Peng
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 106 ページ: 013912-1, 013912-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertically Aligned Carbon Nanotubes from Natural Precursors by Spray Pyrolysis Method and Their Field Electron Emission Properties (2009)
  • 著者名/発表者名: P.Ghosh, T.Soga, M.Tanemura, M.Zamri, T.Jimbo, R.Katoh, K.Sumiyama
  • 雑誌名: Appl.Phys.A 94 ページ: 51-56
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dependence of Soft- Magnetic Properties on Film Thickness and High Frequency Characteristics for Fe-Co-Cr-N Alloy Films (2009)
  • 著者名/発表者名: W.Wang, Y.Chen, C.H.Yue, W.B.Mi, H.L.Bai, K.Sumiyama, D.L.Peng
  • 雑誌名: J.Alloys & Comp. 476 ページ: 599-602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sn-Ag合金めっき膜の熱処理による外部応力誘起Snウィスカ発生の抑制効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 浅井正, 気賀智也, 谷口芳邦, 森川浩志, 隅山兼治
  • 雑誌名: 日本金属学会誌 73 ページ: 823-832
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigations on the structural, optical and electronic properties of Nd doped ZnO thin films (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Subramanian, P.Thakur, S.Gautam, K.H.Chae, M.Tanemura, T.Hihara, S.Vijayalakshmi, T.Soga, S.S.Kim, K.Asokan, R.Jayavel
  • 雑誌名: J.Phys.D:Appl.Phys. 42 ページ: 1054101-1054106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of substrate temperature on the room-temperature ferromagnetism of Cu-doped ZnO films (2009)
  • 著者名/発表者名: Fan-Yong Ran, M.Tanemura, Y.Hayashi, T.Hihara
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 311 ページ: 4270-4274
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferromagnetism in Cu-Doped AIN films (2009)
  • 著者名/発表者名: Fan-Yong Ran, M.Subramanian, M.Tanemura, Y.Hayashi, T.Hihara
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 95 ページ: 112111-1, 112111-3
  • 査読あり
• [学会発表] プラズマ・ガス凝縮法で作製したSn/Siコア・シェルクラスターの低温物性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 黒川雄一郎, 日原岳彦, 隅山兼治
  • 学会等名: 日本金属学会2010年春期大会 (第146回)
  • 発表場所: 筑波大学 (つくば)
  • 年月日: 2010-03-30
• [学会発表] 気相法による合金クラスターの生成と組成制御・機能評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 日原岳彦, 隅山兼治
  • 学会等名: 日本金属学会2010年春期大会 (第146回)
  • 発表場所: 筑波大学 (つくば)
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] Magnetic Properties of Fe-Co Cluster and Fe-Pt Thin Film Composites Prepared by Plasma-Gas-Condensation and Helicon-Wave-Assisted Magnetron Sputtering (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Sumiyama, S.Sawa, Y.Kurokawa, D.L.Peng, T.Hihara
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials
  • 発表場所: 名城大学 (名古屋)
  • 年月日: 2010-03-08
• [学会発表] Ni-Based Alloy Clusters Produced by Plasma-Gas-Condensation for Catalysts in Electrode of Polymer Electrolyte Fuel Cell (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hihara, S.Inoue, T.Morita, K.Sumiyama
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials
  • 発表場所: 名城大学 (名古屋)
  • 年月日: 2010-03-08
• [学会発表] Fe-Si Core/Si Shell Clusters Prepared by Collisions of Fe and Si Clusters in a Plasma-Gas-Condensation System (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Sumiyama, N.Tanaka, S.Kadowaki, R.Katoh, T.Hihara
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials
  • 発表場所: 名城大学 (名古屋)
  • 年月日: 2010-03-08
• [学会発表] Sn/Siコアシェルクラスターの作製と物性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 黒川雄一郎, 日原岳彦
  • 学会等名: 第19回学生による材料フォーラム
  • 発表場所: 豊橋サイエンスコア
  • 年月日: 2009-11-13
• [学会発表] Ptナノクラスターのパーコレーション過程とキャリア移動度 (2009)
  • 著者名/発表者名: 川口広志, 日原岳彦
  • 学会等名: 第19回学生による材料フォーラム
  • 発表場所: 豊橋サイエンスコア
  • 年月日: 2009-11-13
• [学会発表] プラズマ・ガス凝縮法で作製したA15型Crクラスター堆積膜の電子物性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 丹羽暁彦, 日原岳彦
  • 学会等名: 第19回学生による材料フォーラム
  • 発表場所: 豊橋サイエンスコア
  • 年月日: 2009-11-13
• [学会発表] プラズマ・ガス凝縮法によるSn/Siクラスターの作製と物性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 黒川雄一郎, 日原岳彦, 隅山兼治
  • 学会等名: 日本金属学会2009年秋期大会 (第145回)
  • 発表場所: 京都大学 (京都)
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 反応性プラズマ・ガズ凝縮法で作製したW-Cクラスターの燃料電池電極触媒特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 青木瑞亮, 日原岳彦, 隅山兼治
  • 学会等名: 日本金属学会2009年秋期大会 (第145回)
  • 発表場所: 京都大学 (京都)
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] Ptクラスターのパーコレーション過程とキャリア移動度 (2009)
  • 著者名/発表者名: 川口広志, 日原岳彦
  • 学会等名: 日本金属学会2009年秋期大会 (第145回)
  • 発表場所: 京都大学 (京都)
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] プラズマ・ガス凝縮法で作製したA15型Crクラスター堆積膜の電子物性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 丹羽暁彦, 日原岳彦, 吉成修
  • 学会等名: 日本金属学会2009年秋期大会 (第145回)
  • 発表場所: 京都大学 (京都)
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 高密度Fe_<70>Co_<30>合金クラスター集合膜の高周波磁気特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 熊谷建吾, 隅山兼治, 彭棟梁, 日原岳彦
  • 学会等名: ナノ学会第7回大会
  • 発表場所: 東京大学 (東京)
  • 年月日: 2009-05-09
• [学会発表] Fe/Niクラスター複合膜の組織・構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 隅山兼治, 田中斉景, 加藤亮二, 壬生攻
  • 学会等名: ナノ学会第7回大会
  • 発表場所: 東京大学 (東京)
  • 年月日: 2009-05-09
• [図書] 安心・安全・信頼のための抗菌材料 (HACCP対応抗菌環境福祉材料開発研究会編) (2010)
  • 著者名/発表者名: (監修)兼松秀行, (共著)日原岳彦, 他
  • 総ページ数: 154
  • 出版者: 米田出版
• [備考]
  • URL: http://ss.emat.nitech.ac.jp/
• [産業財産権] Method and device for manufacturing semiconductor or insulator-metallic laminar composite cluster (2009)
  • 発明者名: Takehiko Hihara, Kenji Sumiyama, Ryoji Katoh
  • 権利者名: Japan Science and Technology Agency
  • 産業財産権番号: United States Patent, US7, 638, 019 B2
  • 出願年月日: 2009-12-29
  • 外国