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2011 年度 実績報告書

二重径を有する金属ナノロッドの電気化学形成

公募研究

研究領域電磁メタマテリアル
研究課題/領域番号 23109510
研究機関山口大学

研究代表者

中山 雅晴  山口大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (70274181)

キーワードポーラスアルミナ / ナノロッド / メタマテリアル / 電析
研究概要

メタマテリアルは,電磁波の波長領域よりも小さな構造(サブ波長構造)で構成され,負の屈折率などの異常な電磁応答を引き起こす物質である。この分野の1つの課題は,金属の3次元構造を自在に操ることであり,最近では可視,紫外領域での動作を実現するために,ナノメートルオーダーの精度を有する大規模かつ低廉な加工技術が望まれている。
本研究は,ポーラスアルミナを鋳型とした金属ナノロッドアレイの電気化学的作製技術をメタマテリアル創製技術にまで発展させることを目的とする。具体的には,
(1)均一な金属ナノロッドアレイを作製し,その構造を自在に制御する技術を確立する。
(2)所望のアスペクト比を有する金属ナノロッドを設計する技術を確立する。
(3)二重径を有する金属ナノロッドからなる高規則性アレイを作製する。
(1)陽極酸化による高規則性ポーラスアルミナの作製
浴温度を一定にしたシュウ酸水溶液にアルミニウム板を浸漬し,定電圧で陽極酸化を行った。細孔の形成を原子間力顕微鏡によって確認した。浴温度によって規則性を,印加電圧によって細孔径と孔間隔を制御した。
(2)銀イオンのパルス電解による銀ナノロッドの形成
アルミ板を基板電極としてそのまま電析させるために,(1)細孔底部のバリヤー層(絶縁層)除去,(2)交流電圧あるいは交互パルス電位の印加,(3)電析浴の調製を行い,最適条件を見いだした。構造評価には原子間力顕微鏡,走査電子顕微鏡に加えて,X線回折法を使用し,結晶構造と配向性を観察した。
(3)銅イオンのパルス電解による酸化銅結晶の形成
アルミ板を基板電極として銅イオンの電析を試みたところ,パルス条件によって銅,酸化銅が作り分けられ,それぞれが固有のナノ構造を有することを見いだした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初目標として,アルミナ基板にナノパターンを加圧転写することを挙げていたが,加圧転写のための条件の最適化に多くの時間を要した。これ以外の目標については概ね計画通り達成できた。

今後の研究の推進方策

ナノパターンの加圧転写→二重径細孔構造の構築を速やかに行い,二重径金属ナノロッドを完成させる。金属充填方法については平成23年度の実験で得られた知見を用いる。研究の終盤では得られた二重径金属ナノロッドのメタマテリアルとしての物性評価に供する。研究計画に変更点は無い。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Selective Hydro-bromination of Metallurgical-Grade Silicon in a Flow System2012

    • 著者名/発表者名
      K.Tomono, Y.Okamura, H.Furuya, M.Satoh, S.Miyamoto, R.Komatsu M.Nakayama
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science

      巻: 7 ページ: 3227-3232

    • DOI

      10.1007/s10853-011-6160-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrically Rearranged Birnessite-Type MnO_2 by Repetitive Potential Steps and Its Pseudocapacitive Properties2012

    • 著者名/発表者名
      R.Inoue, Y.Nakashima, K.Tomono, M.Nakayama
    • 雑誌名

      Journal of the Electrochemical Society

      巻: 159 ページ: A445-A451

    • DOI

      10.1149/2.069204jes

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organic-Inorganic Hybrid Nanoraspberry Consisted of Gold Nanoparticle and Aniline Oligomer2011

    • 著者名/発表者名
      R.Morita, R.Inoue, S.Tokonami, Y.Yamamoto, M.Nakayama, H.Nakao, H.Shiigi, T.Nagaoka
    • 雑誌名

      Journal of the Electrochemical Society

      巻: 158 ページ: K95-K100

    • DOI

      10.1149/1.3549166

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Approach to Optimize the Composition of Supercapacitor Electrodes Consisting of Manganese-Molybdenum Mixed Oxide and Carbon Nanotubes2011

    • 著者名/発表者名
      K.Okamura, R.Inoue, T.Sebille, K.Tomono, M.Nakayama
    • 雑誌名

      Journal of the Electrochemical Society

      巻: 158 ページ: A711-A717

    • DOI

      10.1149/1.3578039

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrodeposition of Cu_2O Nanopyramids using an Anodic Oxide Template2011

    • 著者名/発表者名
      C.Iida, M.Sato, M.Nakayama, A.Sanada
    • 雑誌名

      International Journal of Electrochemical Science

      巻: 6 ページ: 4730-4736

    • 査読あり
  • [学会発表] 2D Self-Assembly by Ruthenium Complexes during the Electrodeposition of MnO_22011

    • 著者名/発表者名
      M.Nakayama, K.Tomono, R.Yamaguchi
    • 学会等名
      15th International Conference on Thin Films
    • 発表場所
      京都テルサ(京都)
    • 年月日
      2011-11-10
  • [学会発表] Electrochemical Self-Assembly of Surfactant/MnO_2 Bilayer Structure and Its Electrochemistry2011

    • 著者名/発表者名
      M.Shamoto, S.Mito, K.Tomono, M.Nakayama
    • 学会等名
      15th International Conference on Thin Films
    • 発表場所
      京都テルサ(京都)
    • 年月日
      2011-11-09
  • [学会発表] Electrochemical Behavior of Surfactant/Manganese Oxide Layered Nanocomposites2011

    • 著者名/発表者名
      M.Shamoto, K.Tomono, M.Makayama
    • 学会等名
      220th ECS Meeting & Electrochemical Energy Summit
    • 発表場所
      The Boston Convention and Exhibition Center (Boston)
    • 年月日
      2011-10-12
  • [学会発表] Capacitive Behavior of the composite Electrodes Consisting of Mn-Mo Mixed Oxide and CNT2011

    • 著者名/発表者名
      K.Okamura, K.Tomono, M.Nakayama
    • 学会等名
      The 62nd Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟)
    • 年月日
      2011-09-12
  • [学会発表] Intercalation of Azobenzene into the Interlayer Space of Multilayered Manganese Oxide2011

    • 著者名/発表者名
      K.Tomono, R.Yamaguchi, R.Inoue, M.Shamoto, M.Nakayama
    • 学会等名
      The 62nd Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟)
    • 年月日
      2011-09-12
  • [学会発表] 電気化学法によるルテニウム錯体の二次元自己組織化2011

    • 著者名/発表者名
      友野和哲, 山口亮太, 中山雅晴
    • 学会等名
      2011年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟)
    • 年月日
      2011-09-10
  • [備考]

    • URL

      http://web.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~nkymm/web/nakayamam-news.html

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公開日: 2013-06-26  

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