【公開日：2025.07.07】【最終更新日：2025.07.07】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23KT1237
利用課題名 / Title
新奇可視プラズモニックC1型合金材料の合成と評価
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
表面,誘電関数,屈折率,消衰係数,合金,エリプソメトリ/ Ellipsometry,フォトニクス/ Photonics,ナノ粒子/ Nanoparticles
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
竹熊 晴香
所属名 / Affiliation
京都大学 化学研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
海津利行
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術相談/Technical Consultation
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
局在表面プラズモン共鳴(LSPR)は、太陽電池や表面増強ラマン散乱などに応用され、近年注目を集めている光学現象である。プラズモン特性などの光学特性の計算においては、マクスウェル方程式を解く有限差分時間領域法(FDTD法)が主流であるが、これには物質それぞれの誘電関数が必須である。当研究室は、塩化セシウム(B2)型のPdInやフッ化カルシウム(C1)型のPtIn2規則合金ナノ粒子が、可視LSPR吸収を示すことを世界に先駆けて発見した。このような合金材料のプラズモニクスは全く新しい理学であり、誘電関数のデータベースが十分でない。そこで、本課題においては、分光エリプソメトリを用いた、規則合金ナノ粒子とそのバルク体の誘電関数測定を目的とした。これにより、規則合金の誘電関数等の光学特性を詳細に解析できれば、従来のプラズモン特性を凌駕する合金ナノ粒子への足がかりが得られ、幅広い学術分野への波及が狙える。
実験 / Experimental
目的の規則合金のバルク体やナノ粒子はあらかじめ合成し、分光エリプソメトリ（KT-311）での測定を試みた。バルク体において、測定面は平滑になるよう研磨し、十分光が反射することを確かめた。また、ナノ粒子は2cm四方のシリコンウェハー上にドロップキャストして測定した。その際、シリコンウェハー単体の測定結果と照らし合わせた。
結果と考察 / Results and Discussion
バルク体に関しては、今回のサンプル調整条件で十分光を反射し、測定可能であることがわかった。しかし、そのほとんどがデータベースにない合金を測定したため、十分適切な初期関数が与えられた保証がない。そこで、次回測定時には、類似と予想され、かつデータベースにあるようなバルク金属(金や銅)との比較を行う必要がある。
ナノ粒子については、未知ナノ粒子だけでなく、既存データも存在する金ナノ粒子の測定も同時に行った(図)。そのため、測定や誘電関数のフィッティングが比較的適切に行えたことは確認している。しかし、基板の複数箇所に対して測定を行ったところ、シリコンウェハーからの反射の強度に依存するためか、わずかずつ異なる結果を示した。そのため、次回測定時には、ドロップキャストではなく、Langmuir膜による均一なナノ粒子単一膜を、複数の基板上で測定し、未知ナノ粒子に対する誘電関数の測定をより精密化したいと考える。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図. Auナノ粒子の屈折率と消衰係数
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件