2013 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Creation of Science of Plasma Nano-Interface Interactions |
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| Project/Area Number |
21110004
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
佐々木 浩一 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50235248)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
越崎 直人 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40344197)
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| Project Period (FY) |
2009-07-23 – 2014-03-31
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| Keywords | 多相混在プラズマ / レーザー / アブレーション / ナノ粒子 / 超臨界状態 / 液相 / キャビテーションバブル / 高圧相材料 |
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| Research Abstract |
本計画の5年目(最終年度)にあたる平成25年度には，以下の４項目の研究を実施し成果を挙げた。
(1)液中レーザーアブレーション反応場に散乱計測用の別のレーザー光を打ち込み，生成途上にあるナノ粒子によって散乱されたレーザー光のスペクトルを3重回折格子分光器を用いて測定した。従来の結果どおり，ナノ粒子はキャビテーションバブルの内部において成長することが確認された。チタンターゲットを用いた実験で，散乱光スペクトルに波長シフト成分が見られたことから，ナノ粒子の酸化は高速に生じることがわかった。散乱光スペクトルにはチタニアに相当するピークが見られなかったことから，生成途上のナノ粒子はアモルファス状態にあることが示唆された。
(2)高温高圧水中でのチタンターゲットのレーザーアブレーションによって生じるナノ粒子およびアブレーション後のターゲット表面にブルッカイト型チタニアが形成される可能性を示す結果が得られた。ブルッカイト型チタニアの生成には水温280度が最適であるとの結果が得られた。
(3)超臨界状態二酸化炭素中でのレーザーアブレーションにおいて，プラズマの発光強度は媒質の状態に強く影響され，媒質の重量密度が約300kg/m3のときに最も大きな発光強度が観測されることを見出した。
(4)水中に酸化亜鉛の原料ナノ粒子を分散させ，それに非集光のレーザーパルスを照射してサブミクロンサイズの球状粒子を合成する方式において，従来のNd:YAGレーザーに加え，KrFエキシマレーザーを用いた場合でも，球状ナノ粒子が生成できることを確認した。。今後，エキシマーレーザーの波長が短いという特徴を利用して従来作製が不可能だったワイドバンドギャップ半導体のような材料の球状化や，出力や周波数が大きいという特徴を利用した球状粒子の大量合成につながっていくものと期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] 液中レーザー溶融法の2 成分ナノ粒子原料系への適用2013
Author(s)
越崎 直人, Xiangyou Li, Zaneta Swiatkowska, 石川善恵
Organizer
第5回日本化学会新領域研究グループ「液相高密度エネルギーナノ反応場」研究会
Place of Presentation
産業技術総合研究所 臨海副都心センター(東京都江東区)
Year and Date
20130808-20130809
Invited
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