Fabrication of amorphous alloy nanofluids by sputtering and their field enhancement effect

非晶态合金纳米流体的溅射制备及其场增强效应

• 批准号: 20K05278
• 负责人: 柳沼 晋
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Nagano National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05278/
• 关键词: ナノ構造; アモルファス合金; 溶媒; スパッタリング; レーザーアブレーション; プラズモン; イオン液体; SERS

本研究は、アモルファス合金の非晶質由来の特性をベースに、イオン液体へのスパッタリングを用いることにより、アモルファス合金ナノ流体を作製する技術を構築し、生成物となるナノ粒子やナノワイヤーの表面増強ラマン散乱（SERS）効果を検証することを目的とした。本年度は、当初の最終年度であったが、アモルファス合金ナノ粒子のプラズモニックな特性の解析を継続しながら、後述する三元系と四元系の研究項目に1年遅れで取り組み始めた。研究全体の律速となっていた実験に二つの進展がある。一つ目は、プラズモニック特性の探索という本来の目標達成を優先するため、ナノ構造の作製手法を再検討したことである。その結果、新たな試みとして、液中レーザーアブレーションの導入を決意し、金沢大の実験装置を利用させていただいた。ターゲットは三元系で、ナノ粒子におけるMie効率のスペクトルを解析済みのPd-Cu-Si合金を用意した。アブレーションの複雑な実験パラメータは、合金組成を除いて先行研究に倣い、その再現性を確認するため、溶媒には水、試料には純金属Pdを用いた比較実験を行った。二つ目は、四元系に着手し、その基本的な物性を調べたことである。合金組成は、2019年にSERS材料として有望との報告がなされたZr系合金の一つであるZr-Cu-Co-Alに的を絞り、ガラス転移温度や電気抵抗率を測定した。現在、これらPd-Cu-SiおよびZr-Cu-Co-Alについて、アモルファス合金ナノ構造の合成・分散化からSERS測定・電磁界解析に至る研究ループを進める上で有用な知見が得られたところである。

This study aims to establish a technique for manufacturing amorphous alloys and to demonstrate the effects of SERS on the properties of amorphous alloys. This year is the first year of the research project on ternary and quaternary systems, which will be described later. The study of the whole law speed is very important. The first step is to explore the characteristics of the structure, and the second step is to discuss the construction method. As a result, the new technology was introduced into the system, and the new technology was utilized. The purpose of the ternary system is to analyze the properties of Pd-Cu-Si alloys. The composition of the alloy was studied in advance, and the reproducibility of the alloy was confirmed. The solvent was water, and the pure metal Pd was used in comparison. Two eyes, four elements of the system to start, and the basic properties of the tune The alloy composition is expected to be reported in 2019 for SERS materials. The composition, temperature shift and electrical resistivity of Zr-Cu-Al alloys are determined. At present, Pd-Cu-Si and Zr-Cu-Co-Al alloys have been synthesized, dispersed, SERS measured, and analyzed in the electromagnetic field.

项目成果

アモルファス合金ナノ構造におけるプラズモニック特性の探索

非晶合金纳米结构中等离子体特性的探索

• 发表时间: 2021
• 期刊: 長野工業高等専門学校紀要
• 作者: 柳沼 晋，方 煦

Pd系アモルファス合金ナノ粒子におけるプラズモニック特性の探索

钯基非晶合金纳米粒子等离子体特性的探索

• 发表时间: 2023
• 作者: Zhang Wenxiong;Hosono Eiji;Asakura Daisuke;Yuzawa Hayato;Ohigashi Takuji;Kobayashi Masaki;Kiuchi Hisao;Harada Yoshihisa;水口 拓也・田嶋 智之・山神 将大・高口 豊;柳沼晋，方煦
• 通讯作者: 柳沼晋，方煦

サウサンプトン大学(英国)

南安普顿大学（英国）