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微小液滴を反応場とする単一ナノメートル合金粒子の高効率合成と光学・磁気特性の探索

以微滴为反应场高效合成单一纳米合金颗粒及光磁性能探索

基本信息

批准号：
21K04833
负责人：
八ツ橋知幸
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka Metropolitan University (2022)Osaka City University (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

我々は近赤外フェムト秒レーザーを用い、水の多光子イオン化により生じる水和電子によって貴金属イオンを還元、あるいは遷移金属錯体の多光子吸収によるナノ粒子の作製を報告してきた。本研究ではこれらのボトムアップアプローチによって有機金属錯体やイオンを原料とする合金ナノ粒子の作製を試みた。第4周期遷移金属（Fe、Co、Ni）のアセチルアセトナート錯体はいずれもレーザー照射によって反応が進行し、Feでは粒径が約15 nmの凝集体が得られた。一方、CoとNi錯体では特性Ｘ線スペクトルから元素の存在は明らかなものの、粒子は電子顕微鏡の分解能以下の径であった。さらに、第4周期元素だけでなく、他の周期ならびに族の金属についても検討した。第4族のZr（第5周期）とHf（第6周期）のアセチルアセトナート錯体を原料としたところ、前者では白色コロイドが生成するものの、電子顕微鏡像には明確な球状粒子はみられず不定型な網状の生成物が得られた。一方、Hfでは分散した粒径約14 nmの球状粒子が得られた。Fe、Co、Niに比べてどちらの元素の還元電位も約－1.5 Vと大きく卑であり、還元法では得ることの極めて困難な元素のナノ粒子が多光子反応により得られたといえる。また、錯体の吸収スペクトル、モル吸光係数、そしてレーザー照射に伴う変化もほぼ同じであるにも関わらず、周期によってZrとHfで大きな違いが出たことは反応機構を議論する上で重要な知見である。以上、単体ではナノ粒子の生成がそれぞれ確認できたが、現在のところ遷移金属錯体混合系では合金生成の明瞭な結果が得られていない。そこでイオンを原料とする貴金属合金ナノ粒子の作製を試みたところ、Au-Pt-Ag三元合金ならびにAu-Pt-Ag-Ir-Pd五元合金の作製に成功した。

We report on the production of multiphoton absorption particles from near-infrared light, water and electrons from noble metals, and migration of metal complexes from near-infrared light. In this study, the preparation of organic metal complex particles was studied. The fourth period migration metals (Fe, Co, Ni) were found to be condensed with a particle size of about 15 nm. A square, Co and Ni complex is characterized by X-ray separation of elements, particle separation of electron micromirrors and the following diameter. The fourth periodic element is divided into two groups, and the other periodic elements are divided into two groups. Zr (5th period) and Hf (6th period) of the 4th group are the raw materials for the formation of white particles, electron micro-images, clear spherical particles, and amorphous net-like products. The spherical particles with a particle size of about 14 nm were obtained. Fe, Co and Ni are the most difficult elements to reduce by about-1.5 V, and the most difficult elements to reduce by about-1.5 V are the particles of multiphoton reflection. The absorption coefficient, absorption coefficient, period, period, time and time of the absorption coefficient, absorption coefficient and time of the absorption coefficient of the absorption coefficient are discussed. The formation of particles in the above single body is confirmed, and the formation of alloys in the mixed system of metal migration is confirmed. The preparation of noble metal alloy particles from raw materials such as Au Pt Ag ternary alloy and Au Pt Ag Ir Pd ternary alloy was successfully investigated.