金ナノ粒子のレーザー誘起核発生過程のその場観察

激光诱导金纳米粒子成核过程的原位观察

• 批准号: 13750711
• 负责人: 杉山 正和
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750711/
• 关键词: 金; ナノ粒子; レーザー; 光還元; その場観察; 核発生; 粒径制御; 粒子微細化; 金ナノ粒子; HAuCl_4; 紫外・可視吸収スペクトル

咋年度作成した装置を用い、Au^<3+>イオンの308nmパルスレーザー光照射による還元過程を紫外可視光吸収スペクトルの変化としてその場観察した。光還元の過程を、(1)240および300nm付近に現れるAu^<3+>イオンに由来する吸収ピークの減少、(2)400〜900nmに幅広く現れる粒径数nmの微細な粒子による光散乱、(3)520〜600付近に現れる粒径約5nm以上の粒子による表面プラズモン吸収の増加、および(4)粒径の変化による表面プラズモン吸収ピーク波長の変化、として観察した。原料濃度の指標として240nmの吸収を、生成した金微粒子濃度の指標として450nmの吸収を用い、それぞれの時間変化を追跡した。原料濃度の減少速度は、還元初期では原料濃度に関する1次の過程で説明できた。また、レーザー強度、パルス周波数に関しても1次であると結論できた。しかし、還元が進むにつれて、中間生成物(1)(Au^+イオンであると推測される)からの逆反応が無視できなくなった。逆反応については、レーザー照射を止めた後のAu^<3+>濃度の再上昇過程を解析した結果、中間生成物(1)濃度に対して2次の過程であると結論された。また、この過程にはレーザー光は関与していないと考えられる。微粒子は、中間生成物(1)から生じた中間生成物(2)(原子状の金ではないかと推測している)が核発生して生じると考えられる。金微粒子濃度の増加する初期過程は、原料濃度に対して0次であった。すなわち、原料濃度が低いほど微粒子への転化は迅速になった。レーザー光還元によって生じた粒子は熱還元によって生じた粒子よりも小さい平均粒径(8nm程度)を持つことがわかった。また、レーザー強度が強いほど平均粒径は小さく、分布も狭くなった。これは、粒子の成長と同時に、レーザー光による粒子の微細化が起こっているためであると考えられる。

In the past, the device has been used for 308nm optical irradiation, and the process of ultraviolet visible light absorption has been observed. The process of photoreduction: (1) decrease of absorption due to Au^<3+> particles near 240 nm to 300nm;(2) light scattering due to fine particles with particle size of nm from 400 nm to 900nm;(3) increase of absorption due to particles with particle size of 5nm or more near 520 nm to 600 nm;(4) Particle size changes, surface changes, absorption wavelength changes, and observation. The index of the concentration of the raw material is 240nm absorption, the index of the concentration of the gold particles is 450nm absorption, and the index of the concentration of the gold particles is 450nm absorption. The decrease rate of raw material concentration is explained by the first process related to raw material concentration in the early stage of recovery. The intensity of the wave, the frequency of the wave. (1)(Au^+)(2)(Au^+ The results of the analysis of Au^<3+> concentration and the concentration of intermediate product (1) and the process of Au^<3+> concentration increase after the irradiation of Au^<3+> are summarized. The process of " Microparticles, intermediate products (1), intermediate products (2)(atomic gold), nuclear products (1), nuclear products (2), nuclear products (3), nuclear products (4), nuclear products (5), nuclear products (6), nuclear products (7), nuclear products (8), nuclear products (9), nuclear products (10), nuclear products (9), nuclear products (10), nuclear products (9), nuclear products (9), nuclear products (10), nuclear products (9), nuclear products (9), nuclear products (10) The initial process of increasing the concentration of gold particles is to increase the concentration of raw materials for 0 times. The concentration of fine particles in raw materials is low, and the decomposition of fine particles is rapid. The particle size is small (about 8nm). In addition, the strength of the film is extremely strong, the average particle size is small, and the distribution is narrow. The growth of particles and the miniaturization of particles

项目成果

M.Sugiyama, S.Inasawa, T.Hirose, T.Yonekawa, A.Takami, T.Omatsu, S.Koda: "Optical recording media using laser-induced size reduction of Aunanoparticles"Applied Physiscs Letters. 79. 1528-1530 (2001)

M.Sugiyama、S.Inasawa、T.Hirose、T.Yonekawa、A.Takami、T.Omatsu、S.Koda：“使用激光诱导 Aunano 粒子尺寸减小的光学记录介质”应用物理学快报。