| 研究概要 |
気液プラズマのナノ界面を活用し,ナノ粒子間の間隔を自在に制御できる高秩序化構造体「ナノ粒子結晶」を創製することを目的として,本年度は,プラズマ中に幾何学的な構造を形成し,それをイオン液体表面に転写することで,構造を制御した金属ナノ粒子の合成を行い,その特性評価を行った.
1.1テスラの強磁場下において,プラズマ生成領域とナノ粒子を形成するイオン液体の間にリング電極を挿入したところ,プラズマがリング電極で遮蔽されて荷電粒子が照射されない領域で,選択的にナノ粒子が合成されることが分かった.
2.この現象は,磁力線に捕捉されないプラズマ中のラジカル等によってナノ粒子が形成されるが,プラズマ中の荷電粒子(イオンまたは電子)が照射されることでイオン液体が解離し,その結果生じたフッ化物による酸化作用でナノ粒子形成が阻害されたためと考えられる.
3.プラズマ放電電流を変化させることで,プラズマ照射領域でもナノ粒子が形成される条件が存在することが分かり,ラジカルとイオンの照射量比がナノ粒子形成に重要な役割を果たしていることが明らかとなった.
4.収束型不均一磁場中で,リング電極とイオン液体間の距離を制御してナノ粒子合成を行った結果,磁力線に沿ってプラズマ直径が小さくなることに対応して,ナノ粒子のリング状構造も縮小することが明らかになった.
5.以上の結果は,自在なパターンでナノ粒子の構造を形成できることを示しており,表面プラズモン共鳴を利用した周波数選択ナノ粒子導波路等への応用が期待される.
|
