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どこまで小さなものを制御・認識・分離できるか? -電子・分子・イオンの流れを制御する金属ナノ構造-

研究報告コード R070000085
整理番号 R070000085
掲載日 2008年4月11日
研究者
  • 村越 敬
研究者所属機関
報告名称 どこまで小さなものを制御・認識・分離できるか? -電子・分子・イオンの流れを制御する金属ナノ構造-
報告概要 電子や分子、イオンの流れを任意制御することは、多くの分野にとって非常に魅力的かつ挑戦的な課題である。エネルギーやスピンを高度に規定した電子を任意の量だけ系に供給する技術の発展は、ナノデバイス技術の諸問題の解決のみならずエネルギー関連デバイスの性能向上にも寄与すると期待される。たとえば、生体系においては、分子やイオンの集合体が特定の構造を形成してそれらがダイナミックな形態変化を伴いつつ非常に効率的なエネルギー変換を行っていることが知られているが、その実体は明らかではない。又、分子集合体よりさらにサイズの大きなサブミクロンサイズの粒子においても、その集合体の振る舞いを完全に記述することは困難である。本研究では、種々のモデル系を構築してこれら粒子の流れを制御するための検討を行った。ここでは、原子数個から数十nm程度のサイズの金属構造を形成し、それを検証の場とすることを試みた。一般的にこれらのサイズ領域にある構造の任意制御は困難であるが、本研究ではウェットな化学的手法にさらに光電気化学的な外部摂動を取り入れて金属の構造制御を行った。物性あるいは発現機能の評価はすべて溶液内にて行った。これは、系の化学ポテンシャルを絶対的にかつ厳密に制御するために必要不可欠なことである。以下、項目別に成果を述べる。
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研究分野
  • 金属材料一般
関連発表論文 (1) J. Li, T. Kanzaki, K. Murakoshi, Y. Nakato, "Metal-Dependent Conductance Quantization at Sustainable Metal Nano-contacts in Solution", Appl. Phys. Lett., 81, 123-125, (2002).
(2) J. Li, K. Murakoshi, Y. Nakato, "Facile Preparation of Sustainable Metal Thin Wire Showing Quantized Conductance in Solution", Trans. Mater. Res. Soc. Jpn., 27, 763-766, (2002).
(3) K. Murakoshi, H. Tanaka, Y. Sawai, Y. Nakato, "Photo-induced Structural Changes of Silver Nanoparticle on Glass Substrate in Solution under an Electric Field", J. Phys. Chem. B, 106, 3041-3045, (2002).
(4) K. Murakoshi, H. Tanaka, Y. Sawai, Y. Nakato, "Effect of Photo-irradiation and External Electric Field on Structural Change of Metal Nano-Dots in Solution", Surf. Sci., 532-535, 1109-1115, (2003).
(5) K.-i. Okazaki, Y. Nakato, K. Murakoshi, "Absolute Potential of the Fermi Level of Isolated Single-Walled Carbon Nanotubes", Plys. Rev. B, 68, 035434, (2003).
(6) K.-i. Okazaki, K. Murakoshi, Y. Nakato, "Preparation of Highly Dispersed Single Walled Carbon Nanotubes on Metal Surface in Solution", Trans. Mater. Res. Soc. Jpn. , 28, 931-934, (2003).
(7) Y. Sawai, M Suzuki, K. Murakoshi, Y. Nakato†, "Photo-induced Metal Deposition onto an Au Electrode in Solution", J. Photochem. Photobio. A, 106, 19-25, (2003).
(8) K.-i. Okazaki, Y. Nakato, K. Murakoshi, "Characteristics of Raman Features of Isolated Single-Walled Carbon Nanotubes under Electrochemical Potential Control", Surf. Sci., 566-568, 436-442, (2004).
(9) K. Murakoshi, K.-i. Okazaki, "Electrochemiical / Photochemical Potential Control of Isolated Single-Walled Carbon Nanotube in Solution", Elecrochem. Acta, in press.
(10) 村越 敬,中戸義禮,"ナノテクノロジーー化学からのアプローチ-ナノ細線の形成と量子化コンダクタンス",化学,57,35-39(2002).
(11) 村越 敬,"光による金属の局所溶解・析出反応制御御",分光研究,52,209-218(2003).
(12) 村越 敬,中戸義禮,"光と電場による金属ナノ構造制御",応用物理,72,721-726(2003).
(13) 村越 敬,中戸義禮,"光と電場による金属微小構造制御と機能発現",化学とマイクロナノシステム研究会誌,10,1-8(2003).
(14) 村越 敬,山田悠介,中戸義禮,"電気化学電位による金属微小接合の電子的・幾何学的構造制御",ナノ学会会報,2,70-76(2004).
(15) 村越 敬,李 晶沢, 中戸義禮,"溶液内での金属微小接合形成とその構造制御",表面科学,25,91-97(2004).
(16) "Metal Nanostructures Synthesized by Photoexcitation", K. Murakoshi, Y. Nakato In Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, J. A. Schwarz, C. Contescu and K. Putyera, Eds.; Marcel Dekker: New York; 1881-1894 (2004).
(17) 岡崎健一,村越 敬,"電子密度の制御された単一単層カーボンナノチューブの光応答",光化学,in press.
(18) "Control Metal Nanostructure for Intense Surface Enhanced Raman Scattering in Near-Infrared Region", K. Murakoshi, Y. Sawai, K. Ajito In Charge Transfer Processes in Semiconductor and Metal Nanostructures, G. Rumbles, K. Murakoshi and T. Lian, Eds.; Electrochemcal Society: New Jersey; (in press).
(19) K. Murakoshi, Y. Sawai, and Y. Nakato, Photo-induced Deposition of Single Metal Nano-dot onto Surface, 触媒化学研究センター国際シンポジウム,札幌,2002.
(20) K. Murakoshi, and Y. Nakato, Tunable Near Infrared Surface-Enhanced Raman Scattering Activity of Metal Nanostructure on Glass Substrate, Second International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronic (M&BE2), Tokyo, 2003.
(21) K. Murakoshi, Y. SawaI, M. Suzuki, and Y. Nakato, Structural Control of Metal Nano-dot via Photo-induced Highly Localized Reduction of Metal Ions on Surface, 203rd Meeting of The Electrochemical Society, Paris, 2003.
(22) K. Murakoshi, and K.-i. Okazaki, Electronic Structure of Isoiated Single-Walled Carbon Nanotubes under Electrochemical Potential Control, 2nd Spring Meeting of the International Society of Electrochemistry, Xiamen, 2004.
(23) K. Murakoshi, and Y. Sawai, Control of Near Infrared Surface-Enhanced Raman Scattering Activity of Metal Nanostructured Film on Glass Substrate, 205th Meeting of The Electrochemical Soeiety, San Antonio, 2004.
(24) 村越 敬,光による金属ナノ構造形成,電気化学会第69回大会,仙台,2002.
(25) 村越 敬,溶液内での金属ナノワイア形成,第42回オーロラセミナー小樽,2002.
(26)村越 敬,光と電場による金属ナノ構造制御と機能発現,第7回化学とマイクロ・ナノシステム研究会,札幌,2003.
(27) 村越 敬,太さで変わる単層ナノチューブの電子の出しやすさ,第64回応用物理学会学術講演会,福岡,2003.
(28) 村越 敬,金属微小構造の非接触・光電場変形による表面増強ラマン散乱強度制御,第1回プラズモニクスシンポジウム,京都,2003.
(29) 村越 敬,光による金属微小構造制御と超高感度分子分光への適用,分光学会シンポジウム「分光学の新たな展開-物質科学・生命科学への挑戦-」,札幌,2003.
(30) 村越 敬,光による金属の局所析出反応制御,レーザー学会学術講演会第24回年次大会,仙台,2004.
研究制度
  • 戦略的創造研究推進事業 さきがけタイプ(旧若手個人研究推進事業を含む)/変換と制御
研究報告資料
  • 村越 敬. どこまで小さなものを制御・認識・分離できるか? -電子・分子・イオンの流れを制御する金属ナノ構造-. さきがけライブ2004 物質科学・生命分野 さきがけタイプ研究報告会 「変換と制御」領域 講演要旨集(第二期研究者)(研究期間2001-2004), 2004. p.21 - 34.

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