Precise morphological control of silver nanoparticles induced by reversible electrodeposition and its application to innovative color display system

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エレクトロクロミック（EC）素子は環境調和型デバイスとしてその応用展開が急速に進展し,注目を集めている。本研究では, 単一ナノ粒子光学特性と析出粒子形態の実験的な相関結果に, 理論計算を用いた包括的プラズモニックナノ粒子解析法を加え, 銀ナノ粒子の可逆的精密任意形態制御論を確立, 銀電解析出デバイスを今まで以上に深化させた省エネ型フルカラー表示・調光・光学素子の開発を目的としている。令和４年度においては, １）暗視野顕微鏡を用いた単一電析銀ナノ粒子の光学特性の詳細な解析と, ２）銀ナノ粒子の表面修飾材として高分子を複合化し, 粒子形態と光学特性に与える影響の検討を主要な目的とした。１）に関して, 暗視野顕微鏡に, 本研究費により導入したハイパースペクトルカメラを搭載し, EC素子駆動中における銀ナノ粒子の光学特性その場観察を実行した。また, その結果をAFM・SEMを用いて得た析出粒子形態と比較・検討した。具体的には, 駆動中EC素子を暗視野顕微鏡に設置, 作用電極上に電着する銀ナノ粒子に対し, ハイパースペクトルカメラによる光学測定を行うことで, 単一ナノ粒子の成長に伴うプラズモン共鳴帯変化のその場観察に初めて成功した。その共鳴帯変化は, 粒子の析出状態と非常に高い相関性を示し, 光学特性・析出形態両面からの単一粒子特性評価を可能とした。一方, ２）については, 銀ナノ粒子の表面修飾材としての効果が既に示されている高分子を電解液に添加, 電析ナノ粒子への複合化による電気化学特性, 光学特性への影響を検討した。修飾材の電析銀ナノ粒子表面への吸着により, 前例のない特異的な粒子形態で電解析出し, 新奇の光学状態の発現に加え, 発色保持特性（メモリー性）の改善にも成功した。これらの結果は, 未来のディスプレイや調光素子における省エネルギー化の観点からも非常に有用である。