【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.30】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT1127
利用課題名 / Title
SERS測定用基板の表面形態等の観察
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo 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）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
表面増強ラマン散乱,光デバイス/ Optical Device,ナノワイヤー・ナノファイバー/ Nanowire/nanofiber,電子顕微鏡/ Electronic microscope,赤外・可視・紫外分光/ Infrared/visible/ultraviolet spectroscopy
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)
合田 圭介
所属名 / Affiliation
東京大学理学系研究科化学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
王君成,Dong Jun-yu,北濱康孝
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
島本 直伸
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
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)
表面増強ラマン分光（SERS）の測定基板として活用できる金ナノロッドの形状の分析を行うために、東京大学の設備を利用して走査型電子顕微鏡（SEM）観察をおこなった。Seed-mediated growth法で作製した金ナノロッドは、平均で幅13 nm、長さ49 nmであり、可視紫外吸収測定によって短軸と長軸に起因する表面局在プラズモン共鳴ピークが確認された。
実験 / Experimental
最初に、塩化金酸、水素化ホウ素ナトリウム、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム（CTAB）の混合水溶液を3分撹拌して30分静置し、金の種結晶（seed）を含んだ茶色の透明溶液を調整した。次に、塩化金酸、CTAB、硝酸銀、L-アスコルビン酸を含んだ水溶液に、調整しておいた種結晶を含んだ溶液を加え、12時間静置した後にL-アスコルビン酸水溶液を加えて、さらに12時間静置することで金ナノロッドに成長させた[1]。作製した金ナノロッドは遠心分離器にかけて反応を停止させた。この金ナノロッドをシリコン基板上にスピンコートし、マグネトロンスパッタリングで金を10秒間蒸着させて5 nmの薄膜で被覆したものをSEMで観察した。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig. 1(a)に金ナノロッドのSEM画像を示す。Table 1に示すように、それらの形状は平均で幅13 nm、長さ49nmであり、縦横比はおよそ3.81であった。また、分散値は幅に関して1 nm、長さに関して2 nmであり、十分に均一な金ナノロッドを作製できたことがわかった。Fig. 1(b)に示すように金ナノロッド分散液の可視紫外吸収スペクトルでは、542 nmと798 nmにそれぞれ金ナノロッドの短軸と長軸に起因する表面局在プラズモン共鳴ピークが確認された。吸収強度から金ナノロッドの濃度が推測できるが、モル吸光係数は縦横比に対して線形に増加するのでその検量線を元に[2]、今回のモル吸光係数を4.8 x 109 M-1cm-1と見積もった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 金ナノロッド形状と光学的性質。(a) 金ナノロッドのSEM像。(b) 金ナノロッド分散液の紫外可視吸収スペクトル
Table 1 金ナノロッドの幅、長さとそれらの平均値、分散値、最小値、最大値。
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
[参考文献] [1] Chem. Mater. 15, 1957 (2003). [2] J. Phys. Chem. B 110, 3990 (2006).
[謝辞] 当研究は以下の助成金も受けて行われた。MEXT Quantum Leap Flagship Program (JPMXS0120330644)
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