三次元構造をもつ極限光反応場の形成と新規物質創製

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23686102
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 中村 貴宏 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (50400429)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 非平衡プロセス / レーザープロセス / フェムト秒パルスレーザー / 合金ナノ粒子 / 水溶液

研究概要

フェムト秒パルスレーザー光の高いピーク強度に加え，位相と偏光の空間分布を高度に制御することで三次元構造を持つ極限反応場を形成し，物質創成プロセスの場として用いることで，究極の環境でしか生成されないような原子レベルで高度に構造・形態制御された物質の創製を目的に研究を行った．
フェムト秒パルスレーザー光を集光することで形成される短時間かつ高強度の光反応場では，非平衡プロセスにより通常では作製が困難な各種全率固溶合金ナノ粒子を各種貴金属イオンを含む溶液中に直接作製することに成功した．一方，三次元極限反応場の形成では，焦点付近における超高強度場においても電場の振動方向が維持されていることが明らかにした．

研究成果

• [雑誌論文] Composition-controlled ternary Rh-Pd-Pt solid-solution alloy nanoparticles by laser irradiation of mixed solution of metallic ions (2014)
  • 著者名/発表者名: Md. Samiul Islam Sarker, Takahiro Nakamura, Shunichi Sato
  • 雑誌名: Journal of Materials Research 巻: 29(7) ページ: 856-864
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resolving Atomic Ordering Differences in Group 11 Nanosized Metals and Binary Alloy Catalysts by Resonant High-Energy X-ray Diffraction and Computer Simulations (2013)
  • 著者名/発表者名: Valeri Petkov, Sarivjit Shastri, Shiyao Shan, Pharrah Joseph, Jin Luo, Chuan-Jian Zhong, Takahiro Nakamura, Yuliati Herbani, Shunichi Sato
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 巻: 117(42) ページ: 22131-22141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectroscopic study of gold nanoparticle formation through high intensity laser irradiation of solution (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Nakamura, Yuliati Herbani, Daniel Ursescu, Romeo Banici, Razvan Victor Dabu, Shunichi Sato
  • 雑誌名: AIP Advances 巻: 3(8) ページ: 082101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of quasi-phase-matching structure during paraelectric borate crystal growth (2013)
  • 著者名/発表者名: Kensaku Maeda, Satoshi Uda, Kozo Fujiwara, Jun Nozawa, Haruhiko Koizumi, Shunichi Sato, Yuichi Kozawa, Takahiro Nakamura
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 6(1) ページ: 015501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Rh based solid-solution bimetallic alloy nanoparticles with fully-tunable composition through femtosecond laser irradiation in aqueous solution (2013)
  • 著者名/発表者名: Md. Samiul Islam Sarker, Takahiro Nakamura, Yuliati Herbani, Shunichi Sato
  • 雑誌名: Applied Physics A : Materials Science & Processing 巻: 110(1) ページ: 145
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of solid-solution gold?platinum nanoparticles with controllable compositions by high-intensity laser irradiation of solution (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Nakamura, Yuliati Herbani, Shunichi Sato
  • 雑誌名: Journal of Nanoparticles Research 巻: 14 ページ: 785
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of platinum-based binary and ternary alloy nanoparticles in an intense laser field (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuliati Herbani, Takahiro Nakamura, Shunichi Sato
  • 雑誌名: A Journal of Colloid and Interface Science 巻: 375 ページ: 78-87
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Near-Monodispersed Au-Ag Nanoalloys by High Intensity Laser Irradiation of Metal Ions in Hexane (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuliati Herbani, Takahiro Nakamura, Shunichi Sato
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 115 ページ: 21592-21598
  • 査読あり
• [雑誌論文] Femtosecond laser synthesis of bimetallic Pt-Au nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: Joseph Lik Hang Chau, Chun-Yen Chen, Min-Chieh Yang, Kwang-Lung Lin, Shunichi Sato, Takahiro Nakamura, Chih-Chao Yang, Chung-Wei Cheng
  • 雑誌名: Materials Letters 巻: 65(2) ページ: 804-807
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of silver nanoparticles by highly intense laser irradiation of aqueous solution (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Nakamura, Hideyuki Magara, Yuliati Herbani, Shunichi Sato
  • 雑誌名: Applied Physics A : Materials Science & Processing 巻: 104(4) ページ: 1021-1024
  • 査読あり
• [学会発表] 高強度レーザー光のつくる特異な励起反応場を用いた低次元ナノ材料の創製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村貴宏
  • 学会等名: 日本金属学会 2014年春季(第154回)大会
  • 発表場所: 大岡山
  • 年月日: 20140321-23
• [学会発表] 水溶液中への高強度レーザー光照射による貴金属粒子の生成とコロイド安定性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村貴宏,ピアテンコアレクサンダー,佐藤俊一
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20140317-20
• [学会発表] Fabrication of gold nanoparticles by femtosecond laser irradiation of aqueous solution in flow system (2014)
  • 著者名/発表者名: Muttaqin, Takahiro Nakamura, and Shunichi Sato
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20140317-20
• [学会発表] Noble metal and alloy nanoparticles by femtosecond laser irradiation of solution for practical application (2014)
  • 著者名/発表者名: Md. Samiul Islam Sarker, Takahiro Nakamura and Shunichi Sato
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20140317-20
• [学会発表] Stability of Rh-Pd-Pt alloy nanoparticles produced by femtosecond laser in aqueous solution with surfactants (2014)
  • 著者名/発表者名: Md. Samiul Islam Sarker, Takahiro Nakamura and Shunichi Sato
  • 学会等名: SPIE Photonics West
  • 発表場所: San Francisco USA
  • 年月日: 20140201-06
• [学会発表] 高強度レーザー照射による貴金属粒子の生成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村貴宏
  • 学会等名: ベクトルビームの光科学とナノイメージング研究会
  • 発表場所: 松島
  • 年月日: 2014-02-28
• [学会発表] 高強度レーザー光連続照射により作製した貴金属コロイドの安定性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村貴宏, Md. Samiul Islam Sarker, Muttaqin, 佐藤俊一
  • 学会等名: 第1回アライアンス若手研究交流会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20131125-26
• [学会発表] 高強度レーザー光連続照射による貴金属粒子の生成とコロイド安定性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村貴宏,佐藤俊一
  • 学会等名: 日本金属学会 2013年秋季(第153回)大会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 20130917-19
• [学会発表] Effect of surfactants on the stability of Rh-Pd-Pt alloy nanoparticles produced by femtosecond laser irradiation in aqueous solution (2013)
  • 著者名/発表者名: Md. Samiul Islam Sarker, Takahiro Nakamura, Shunichi Sato
  • 学会等名: 第74回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 京田辺
  • 年月日: 20130916-20
• [学会発表] Formation of Solid-Solution Rh-Pd-Pt Nanoparticles with Fully Tunable Composition by High-Intensity Laser Irradiation of Solution (2013)
  • 著者名/発表者名: Md. Sarker Samiul Islam, 中村 貴宏, 佐藤俊一
  • 学会等名: 液相高密度エネルギーナノ反応場シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130808-09
• [学会発表] Synthesis of Rh/Pd/Pt trimetallic alloy nanoparticles through femtosecond laser irradiation of solution (2013)
  • 著者名/発表者名: Md. Samiul Islam Sarker, Takahiro Nakamura, Yuliati Herbani, Shunichi Sato
  • 学会等名: 第60回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 厚木
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] Polarization Effect on Silver Nanolines Fabricated by Multiphoton-induced Reduction (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuliati Herbani, Yuichi Kozawa, Takahiro Nakamura, Shunichi Sato
  • 学会等名: 第60回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 厚木
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] 高強度レーザー照射によるロジウム基二元系合金ナノ粒子の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: Md. Samiul Islam Sarker, 中村貴宏, Yuliati Herbani, 佐藤俊一
  • 学会等名: 日本金属学会 2013年春季(第152回)大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130327-29
• [学会発表] Solid solution ternary Rh-Pd-Pt alloy nanoparticles (NPs) through highly intense laser irradiation of ion solution (2013)
  • 著者名/発表者名: Md. Samiul Islam Sarker, Takahiro Nakamura, Shunichi Sato
  • 学会等名: Joint Symposium on Materials Science and Engineering for the 21st Century
  • 発表場所: Taiwan, Taipei
  • 年月日: 2013-06-24
• [学会発表] 高強度レーザー照射による金ナノ粒子生成機構とコロイド安定性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村貴宏,佐藤俊一
  • 学会等名: 日本金属学会 2012年秋季(第151回)大会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 20120917-19
• [学会発表] 高強度レーザー照射による金-コバルト合金ナノ粒子の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松本健一,ヘルバニユリアティ,中村貴宏,佐藤俊一
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 20120910-12
• [学会発表] Fabrication of Rh based binary alloy nanoparticles by femtosecond laser pulses in an aqueous solution (2012)
  • 著者名/発表者名: Md. Samiul Islam Sarker, Takahiro Nakamura, Yuliati Herbani, Shunichi Sato
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 20120910-12
• [学会発表] Solvent effect on fabrication of gold nanoparticles by high-intensity laser irradiation of solution (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Nakamura, Yuliati Herbani, Shunichi Sato
  • 学会等名: 2nd Conference on Laser Ablation and Nanoparticle Generation in Liquids (ANGEL)
  • 発表場所: Taormina, Sicily, Italy
  • 年月日: 20120422-25
• [学会発表] 高強度レーザー光照射によるナノ粒子作製におよぼす偏光の効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮島啓介, ヘルバニユリアティ, 中村貴宏, 佐藤俊一
  • 学会等名: 日本金属学会 2012年春季(第150回) 大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20120327-30
• [学会発表] 高強度レーザー照射による金ナノ粒子作製におよぼす溶媒効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村 貴宏,ヘルバニ ユリアティ,宮島啓介,佐藤 俊一
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田
  • 年月日: 20120314-18
• [学会発表] 高強度レーザー照射によるパラジウム-白金合金ナノ粒子の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮島啓介,中村貴宏,佐藤俊一
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田
  • 年月日: 20120314-18
• [学会発表] 高強度レーザー場を用いたパラジウムナノ粒子 生成におよぼす溶媒効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮島啓介, ヘルバニユリアティ, 中村貴宏, 佐藤俊一
  • 学会等名: 応用物理学会東北支部学術講演会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 20111201-02
• [学会発表] 水溶液中への高強度レーザー照射による金-白金-銀三元系合金ナノ粒子の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: ヘルバニ ユリアティ,中村貴宏,佐藤俊一
  • 学会等名: 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形
  • 年月日: 20110829-0902
• [学会発表] 水溶液への高強度レーザー照射による金属・合金シングルナノ粒子の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村 貴宏, 佐藤 俊一
  • 学会等名: ミニシンポジウム「液相中の固体とレーザー光との相互作用 : ナノ材料作製のための基礎から応用」
  • 発表場所: 高松
  • 年月日: 20110611-12
• [学会発表] Formation of Highly Dispersed AuAg Nanoalloys by Femtosecond Laser Irradiation of Metal Salts in Normal Hexane (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Herbani, T. Nakamura, S. Sato
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics/Europe
  • 発表場所: Munich, Germany
  • 年月日: 20110522-26
• [学会発表] Fabrication of Cu nanoparticles by high-intensity femtosecond laser irradiation of solution (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, Y. Herbani, S. Sato
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics/Europe
  • 発表場所: Germany, Munich
  • 年月日: 20110522-26
• [備考]
  • URL: http://satolab.tagen.tohoku.ac.jp/