光検出走査型トンネル顕微鏡によるナノアンテナの解析

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560032
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 櫻井 亮 独立行政法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA研究者 (60280731)
• 研究分担者: 劉 可為 物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, ポスドク研究者 (60573756)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 走査プローブ顕微鏡 / 光 / 表面プラズモン

研究概要

ナノスケールのアンテナの機能を詳細に調べて、微小センサーや光検出デバイスなどに有効である受信・送信能力を持つナノアンテナを試作することを目的とした。評価手法として光検出走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いた。ナノアンテナの高機能化を目指し、金属ナノワイヤだけでなく、酸化物ナノワイヤもナノアンテナ材料として採用した。ワイドバンドギャップの酸化物ワイヤを作成して、基礎特性を確認した。酸化すずワイヤは、機械的応力や電圧印加によって抵抗を可逆的かつ不揮発的に調整可能であることを見出した。光検出STMを用いた金ワイヤのナノアンテナからの発光現象は、ワイヤの幾何配置に起因することを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Reversible and nonvolatile modulation of electrical resistance in SnO_2 by external strain (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Sakurai, K. Liu, M. Aono
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 巻: 7[3] ページ: 031101-1
  • DOI: 10.7567/APEX.7.031101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical properties of ZnO nanowires decorated with Au nanoparticles (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Sakurai, K. Liu, R. Ceolato, M. Aono
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: 547 ページ: 7-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-step fabrication ofβ-Ga_2O_3–amorphous-SnO_2 core–shell microribbons and their thermally switchable humidity sensing properties (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Liu, M. Sakurai and M. Aono
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. 巻: 22 ページ: 12882-12887
  • DOI: 10.1039/c2jm32230g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancing the Humidity Sensitivity of Ga _2 O _3 /SnO _2 Core/Shell Microribbon by Applying Mechanical Strain and Its Application as a Flexible Strain Sensor (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Liu, M. Sakurai and M. Aono
  • 雑誌名: Small 巻: 8[23] ページ: 3599-3604
  • DOI: 10.1002/smll.201201028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlling Semiconducting and Insulating States of SnO_2 Reversibly By Stress and Voltage (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Liu, M. Sakurai, M. Aono
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 6 ページ: 7209-7215
  • DOI: 10.1021/nn302312v
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電圧と応力によって制御した単結晶酸化すずワイヤの電気抵抗 (2012)
  • 著者名/発表者名: 櫻井亮
  • 雑誌名: 日本計算数理工学会誌 巻: 2012-2 ページ: 31-36
• [学会発表] 機械的な応力印加による単結晶酸化すずの格子欠陥制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 櫻井亮,劉可為、青野正和
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学、相模原市
  • 年月日: 20140317-20
• [学会発表] 機械的に曲げた単結晶酸化すずワイヤの新機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 櫻井亮, P. Koley, K. Liu,青野正和
  • 学会等名: MANA international symposium 2014
  • 発表場所: 国際会議場、つくば市
  • 年月日: 20140305-07
• [学会発表] New functionalities of SnO_2-based Materials under the application of stress and voltage (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Sakurai, K. Liu, M. Aono
  • 学会等名: TNT Japan 2014
  • 発表場所: Tokyo BigSite、東京
  • 年月日: 20140129-31
• [学会発表] Mechanical stress-induced noble properties in SnO_2-based devices (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Sakurai, K. Liu , M. Aono
  • 学会等名: 7th International Conference on Materials for Advanced Technology
  • 発表場所: ロイトン札幌、札幌市
  • 年月日: 20130630-0705
• [学会発表] 応力と電圧印加による単結晶酸化すずワイヤの格子欠陥生成・消滅 (2013)
  • 著者名/発表者名: 櫻井亮,劉可為,青野正和
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学、東広島市
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] 酸化ガリウム/酸化すず−コア/シェルベルトの湿度センシング特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 櫻井亮,劉可為、青野正和
  • 学会等名: 2012年秋季第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 松山大学、松山市
  • 年月日: 20120911-14
• [学会発表] New aspects of light emission from scanning-tunneling-microscope (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Sakurai, K. Liu, M. Aono
  • 学会等名: MANA International Symposium 2012
  • 発表場所: 国際会議場、つくば市
  • 年月日: 20120229-0302
• [学会発表] 電圧と応力によって制御した単結晶酸化すずワイヤの電気抵抗 (2012)
  • 著者名/発表者名: 櫻井亮
  • 学会等名: 日本計算数理工学会のフォーラム
  • 発表場所: 東工大、横浜市
  • 年月日: 2012-09-28
• [学会発表] 走査型トンネル顕微鏡誘起発光法によるナノスケール評価手法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 櫻井亮
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学、富山市
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] Giant improvement of the performance of ZnO nanowire photodetectors by Au nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Liu, M. Sakurai, M. Aono
  • 学会等名: ChinaNANO 2011
  • 発表場所: China National Convention Center,北京、中国
  • 年月日: 20110907-09
• [備考]
  • URL: http://www.nims.go.jp/nano_sys_org_gr/top.html