イオンビーム照射によるAgナノ粒子の光学特性変化

Effect of ion beam irradiation on optical properties of Ag nanoparticles

川口 和弘; 高廣 克己*; 山本 春也; 箱田 照幸; 吉川 正人

Kawaguchi, Kazuhiro; Takahiro, Katsumi*; Yamamoto, Shunya; Hakoda, Teruyuki; Yoshikawa, Masahito

ナノ粒子化した銀(Ag)に発現する局在型表面プラズモン共鳴(LSPR)吸収ピークは、Agナノ粒子表面への有機物の吸着によりその強度が変化するため、これを利用した揮発性有機物の光学的検知への応用が期待できる。しかし、LSPRの強さや共鳴波長は、ナノ粒子のサイズや形状に強く依存するため、ナノ粒子の形態を再現性よく制御する必要がある。本研究では、イオン照射による形態制御技術の開発を目的に、石英基板上に形成したAgナノ粒子(粒径:2030nm)に350keVに加速したAg及びNのイオン照射を行い、照射量に対するAgナノ粒子のLSPR吸収スペクトルの強度変化を光吸収測定法により調べた。また、原子間力顕微鏡による形状観察,ラマン分光法による表面吸着物の状態変化も合わせて実施した。その結果、イオン照射初期では、LSPR吸収ピークが長波長側にシフトしたが、照射量が増加すると短波長側にシフトした。イオン照射初期の長波長側へのLSPR吸収ピークのシフトは、ナノ粒子に付着していた非晶質炭素の減少に関係し、高照射量で起こる短波長側へのシフトは、ナノ粒子の粗大化に起因することがわかった。

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