2005 Fiscal Year Annual Research Report
ゾルゲル・テンプレート法による遷移金属酸化物ナノワイヤの創製とその構造及び光学特性評価の研究
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04F04142
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
種村 榮 名古屋工業大学, 工学研究科, 教授
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
苗 蕾 名古屋工業大学, 工学研究科, 外国人特別研究員
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| Keywords | ナノ材料 / ナノ銀粒子ドープ・a-チタニア薄膜 / チタニア・ナノチューブ / ZnOナノ構造 / フォトクロミック / ランダム・レーザ発振 |
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| Research Abstract |
a)水熱合成法によるチタニアナノチューブの作製
アナターゼ型の酸化チタン粉末1.92gに対して10M-NaOH溶液を160ml加えて撹拌し、150℃-40時間オートクレーブ内にて水熱処理後、得られた沈殿を分離した後に1M-HClと蒸留水を用いて、中和洗浄を行った。その時P.H.値を8に調整することにより内径3-5nm、外径7-10nmのナノチューブが得られた。XRD及び高分解TEMによりチューブはアナターゼ型チタニア及びNa_2Ti_3O_7であることが判明した。
b)Agナノ粒子を担持したチタニア微粒子薄膜の作製と光クロミック特性
ヘリコンスパッタ法を用い銀粒子とチタニアを基板上に同時スパッタし、Agナノ粒子を担持したアモルファスチタニア微粒子薄膜を作製した。銀粒子は球形、楕円体形、多角形体等を示し、そのサイズは5-100nmの広い範囲にまたがる。そのためプラズマ吸収帯は可視から近赤外まで拡がる。本試料が光クロミック現象を示すことをNd-YAGの二倍波の照射及び着色後のUV照射によって確認した。また、照射波長に対応したホールの生成も確認できた。この光クロミックの色変化原理は、銀微粒子の表面プラズモン吸収による励起電子がチタニア膜上の吸着酸素に蓄積(スパーラディカル化)され銀粒子が正にイオン化することによるものと考えられた。
c)ZnOナノ構造の作製とその構造・光学特性評価
低真空加熱炉に150ml/minの酸素ガスを流入させ、ZnO粉末と炭素の混合原料を加熱し、熱還元反応及び蒸気輸送蒸着法により炉の非加熱部に設置した基板上にZnOのナノ構造を形成した。ZnOナノロッドが融合してあたかも蜂の巣構造の壁(厚:80-100nm、深さ:1700nm)を形成し、かつ20-200nm径の空洞が層を通して穿かれている構造では、Nd-YAGの3倍波(355nm)の照射によって紫外光領域でランダムレーザ発振が閾値0.38MW/cm^2で確認された。
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