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。

Zha annual made し た device を い, Au ^ < 3 + > イ オ ン の 308 nm パ ル ス レ ー ザ ー light に よ る yuan also process を ultraviolet visible light absorption 収 ス ペ ク ト ル の variations change と し て そ の field 観 examine し た. Process of light also yuan の を, (1) 240 お よ び pay nearly 300 nm に now れ る Au ^ < 3 + > イ オ ン に origin す る suction 収 ピ ー ク の reduction, (2) 400 ~ 900 nm に picture hiroo く now れ る particle number nm の imperceptible な particle に よ る scattered light, (3) 520 ~ 600 pay nearly に presently れ る diameter about 5 nm の particle に よ る table Surface プ ラ ズ モ ン suction 収 の raised addition, お よ び (4) particle size の variations change に よ る surface プ ラ ズ モ ン suction 収 ピ ー の ク wavelength variations, と し て 観 examine し た. Raw material concentration の と し て 240 nm の suction 収 を, generate し た modification of particle concentration の と し て 450 nm の suction 収 を い, そ れ ぞ れ の time variations change を tracing し た. The rate of reduction of raw material concentration and the initial で で raw material concentration に are related to する one <s:1> process で explanation で た た た. ま た, レ ー ザ ー strength, パ ル ス cycle for に masato し て も 1 で あ る と conclusion で き た. し か し, yuan が score む に つ れ て, intermediate product (1) (Au ^ + イ オ ン で あ る と speculation さ れ る) か ら の negative 応 が ignore で き な く な っ た. Negative 応 に つ い て は, レ ー ザ を check め ー exposure after た の Au ^ の rise again > < 3 + concentration process analytical し を た results, intermediate product (1) concentration に し seaborne て twice の process で あ る と conclusion さ れ た. The process of また, と, <s:1>, に, レ, ザ, ザ, light, えられる is examined in relation to <s:1>, て, な, と and と. Particles は, intermediate product (1) か ら raw じ た intermediate product (2) (atomistic の gold で は な い か と speculation し て い る) が nuclear 発 raw し て raw じ る と exam え ら れ る. The concentration of gold microparticles is <s:1> increased in the initial process of する, and the concentration of raw materials is に compared with て0 times であった. Youdaoplaceholder0, low raw material concentration が, <s:1> ほ <s:1>, <s:1> micro-particles へ, <s:1> and 転 are transformed になった rapidly になった. レ ー ザ ー light also yuan に よ っ て raw じ た は hot particles also yuan に よ っ て raw じ た particle よ り も small さ い average particle size (8 nm) を hold つ こ と が わ か っ た. Youdaoplaceholder0, レ ザ ザ ザ が strength が strong ほ ほ <s:1> average particle size small さく distribution また narrow くなった. こ れ は, particle の growth と に, レ ー ザ ー light に よ る particle の ultra-micronization model.the が up こ っ て い る た め で あ る と exam え ら れ る.

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。