概要 吸収帯域幅わずか1.82 nm、可視域で吸収効率95%を超える超狭帯域完全吸収体を提案し、数値的に検証しました。この完全超狭帯域吸収は、局在表面プラズモン共鳴（LSPR）によって誘起される結合効果に起因することを実証。構造寸法が光学性能に及ぼす影響も調査し、共鳴ディップの反射率が極めて低い（0.001）最適構造を得ました。この完全吸収体は屈折率センサーとして動作可能で、感度は約425 nm/RIU、フィギュア・オブ・メリット（FOM）は233.5に達し、可視域プラズモニックセンサーの精度を大幅に向上させます。さらに、固定周波数での強度変化検出性能を表すFOM*も計算し、最大1.4 × 1

概要 金属有機化学気相成長法（MOCVD）により、Si(111)基板上でInAsステム上に高品質GaSbナノワイヤーを自己触媒成長させることに初めて成功しました。トリメチルガリウム（TMGa）とトリメチルアンチモン（TMSb）の二段階フロー制御により、まず控えめな前駆体フラックスで薄いInAsステム上のGa液滴を保持し、その後フラックスを増やして軸方向成長を加速しました。500 ℃では520 ℃よりもGaSbの径方向成長速度が遅いため太い直径になりますが、より低いギブス・トムソン過飽和度により長いナノワイヤーが得られます。透過電子顕微鏡（TEM）により、欠陥のない亜鉛鉱型結晶構造が確認されまし

概要 加熱強化ダイエレクトロフォレシス（HE-DEP）が、個々の単層カーボンナノチューブ（SWCNT）の配向密度を著しく向上させることを実証しました。走査型電子顕微鏡（SEM）により、従来の記録を超える超高密度かつ整然とした配向が確認されました。シミュレーションによりメカニズムが解明されました：加熱による対流が分散SWCNTをDEP溝へ輸送し、そこでDEP力が捕捉します。本研究では、対流力を定量化する新たな手法も提案しています。 背景 単層カーボンナノチューブは強い一次元偏光特性を示すため、高性能デバイスには方向配向が不可欠です。ダイエレクトロフォレシス（DEP）は、CNTの配向や分離に有力

概要 銀ナノプリズムダイマーの自己組立てでは、エッジツーエッジの不整合構造が頻繁に生成されます。酸性媒質中では銀ナノプリズムの鋭い先端が酸化しやすく、切断ナノプリズム（TNP）ダイマーが形成されます。本研究では、不整合長が可変な切断銀TNPダイマーをモデル化し、切断深さと不整合長がダイマーの局在表面プラズモン共鳴（LSPR）をどのように形成するかを明らかにしました。有限要素法シミュレーションにより、共鳴波長と強度の両方を柔軟に調整できることが判明しました。不整合長が増加すると、短波長ピークが強化してブルーシフトし、長波長ピークが弱まってレッドシフトします。さらに切断長を調整することでスペクトル

概要 セチルトリメチルアンモニウムブロミド（CTAB）とサリチル酸ナトリウム（NaSal）から構築され、シリカナノ粒子で強化されたナノ粒子強化ワームライクミセルシステム（NEWMS）を導入します。混合前、動的光散乱（DLS）と透過型電子顕微鏡（TEM）でシリカナノ流体を特性評価し、サイズ均一性と分散安定性を確認しました。レオロジー試験により、NEWMSの零せん断粘度がシリカ負荷増加とともに上昇し、振動測定で典型的粘弾性挙動を確認。未修飾ワームライクミセルと比較して、絡み合い長さとメッシュサイズは本質的に変わらないものの、シリカ濃度増加に伴い等高線長が伸長し、ナノ粒子の強化役割が浮き彫りになりま

概要 生体適合性センシング材料は、生物学的反応を電気信号に変換する必要がある医療応用で重要な役割を果たします。これらのセンシングデバイスの生体適合性向上は、一般的に加工技術により全体的伝導度低下を招きます。シリコンは半導体特性と入手性から、これらの応用により実現可能な選択肢となりつつあります。多孔質化すると有望な生体適合性を示しますが、酸化による伝導度低下が生じます。これを克服するため、本研究では金スパッタリング技術による金埋め込みを、レーザー誘起酸化シリコンナノファイバーへの電気的特性付与と制御手段として提案します。単結晶シリコンウェーハを、様々なレーザーパラメータでNd:YAGパルスナノ秒

概要 市販バイオチャーにゼロ価鉄を浸透させることで、磁性バイオチャー ナノコンポジットを作製しました。接触時間、Cd(II)、Co(II)、Zn(II)、Pb(II)の初期濃度、吸着剤投入量、溶液pH、温度が吸着性能に及ぼす影響を調査しました。実験により、360分で平衡に達し、最適吸着剤量5 g dm⁻³、pH 5、295 Kであることが判明しました。動力学データは疑似二次反応モデルで最もよく適合し、ラングミュア等温線が平衡を正確に記述しました。熱力学解析（ΔH⁰、ΔS⁰、ΔG⁰）は、吸着が発熱的、自発的、物理吸着主導プロセスであることを示しました。0.1 mol dm⁻³ HNO₃による再生

概要 界面不安定性法は、バイオセンシング、イメージング、治療に価値あるナノ結晶封入ミセル（ミセルナノ結晶）を作製する汎用的アプローチです。モデルとして蛍光CdSe/ZnS量子ドット（QD）を用い、エマルション液滴サイズと界面活性剤ポリ(ビニルアルコール)（PVA）が、QD負荷ポリ(スチレン-b-エチレングリコール)（PS-PEG）ミセルの形成、蛍光保持、コロイド安定性に及ぼす影響を体系的に調査しました。PVAがエマルション液滴形成、ひいてはミセル生成に不可欠であることを発見しました。大きな液滴（~25 µm）は2つの集団を生成します：コロイド安定なPS-PEGミセル分画と、時間とともに蛍光を失

概要 階層的な銀修飾酸化スズ(IV)（SnO₂）マイクロスフェアが、テンプレートや界面活性剤を必要としない単一ステップ水熱法で得られました。X線回折（XRD）、走査・透過型電子顕微鏡（SEM/TEM）、X線光電子分光法（XPS）、BET表面積分析、フーリエ変換赤外分光法（FTIR）により、~5 nm Agナノ粒子で均一に修飾された結晶性SnO₂ナノシートの形成が確認されました。得られたナノコンポジットを、還元剤としてホウ素水素化カリウム（KBH₄）を用いた4-ニトロフェノール（4-NP）から4-アミノフェノール（4-AP）への還元触媒として評価しました。36時間水熱生成物は、正規化速度定数（κ

概要 分子線エピタキシー（MBE）で330 °C基板温度で成長させ、成長後750 °CでアニールしたGaAsBi層におけるビスマスナノ結晶の形成を報告します。10 nm厚のGaAsBi層とAlAs層を交互に含む超格子を半絶縁GaAs基板上に成長させました。AlAs層はBi原子の拡散障壁として機能し、アニール後のナノクラスタサイズはBi化物層厚と相関しました。エネルギー分散型X線分光法（EDS）とラマン散乱測定により、ナノ粒子が主にBi原子で構成されることが証明されました。アニール後、1.3〜1.7 μmの光子波長範囲で強い光ルミネッセンス（PL）信号が観察され、その振幅はGaAsBi層数の増加

概要 ヒト血清アルブミン（HSA）は、天然の非免疫原性キャリアとして親油性薬物をカプセル化し、薬物動態を改善できます。我々は、アルギニン-グリシン-アスパラギン酸（RGD）をポリエチレングリコール（PEG）リンカーで共役したレズベラトロール（RV）担持HSAナノ粒子（HRP–RGD NPs）を開発し、膵臓腫瘍への標的送達を実現しました。ナノ粒子は均一な120 ± 2.6 nm径、62.5 ± 4.21%のRV封入効率、pH感受性放出（pH 5.0、37 °Cで58.4 ± 2.8%）を示しました。PEGとHSAコーティングによりRVの生体適合性が著しく改善されました。共焦点イメージングにより、

概要 不均一ポリマー陽イオン・陰イオン交換膜を、それぞれジルコニウムヒドロリン酸塩ナノ粒子と水酸化ジルコニウムナノ粒子で修飾することにより、複合膜を作製しました。イオン交換材料は、電子顕微鏡、電位差滴定、ボルタンメトリー、インピーダンス分光法によって評価しました。水媒体中で析出した単一ナノ粒子は、複合材料が極性有機溶媒と接触すると凝集体を形成します。単一ナノ粒子（最大10 nm）とその凝集体（最大200 nm）の両方が、グリセロール媒体中でイオン交換ポリマー内に析出しました。非凝集ナノ粒子はイオン交換材料の電気伝導度を向上させ、凝集体は汚れに対するバリアとして機能します。これらの膜を、有機添加

概要 本研究では、X線照射の有無にかかわらず、弾性単軸機械応力の影響下におけるp型Si単結晶の伝導度変化を調査しました。機械応力とX線照射線量の関数として表面伝導度の依存性を記述する解析式を提案しました。「ソーラー」シリコン表面に存在する四角錐ナノ粒子が、機械応力下での電気伝導度変化に影響を与えることを示しました。X線照射によってシリコン内に点欠陥が生成され、これらが転位の移動を抑制することを確立しました。また、予め照射された「エレクトロニクス」グレードのシリコン試料の抵抗率は、特定の変形速度において単軸圧縮の影響をわずかにしか受けないことを示しました。 背景 現代の電子技術分野における半導

概要 ほとんどのポリマーは高い可燃性と低い分解性を示し、応用を制限し、「白色汚染」のような深刻な環境問題を引き起こしている。そこで、チタン酸ナノチューブ（TNTs）を簡便な溶液法でグラフェン酸化物（GO）に担持させ、TNTs/GOナノコンポジットを作製し、柔軟性ポリ塩化ビニル（PVC）の難燃性と光分解性向上への可能性を探った。結果として、調製されたTNTs/GOは、TNTsやGO単独よりも熱安定性と難燃性を効果的に改善し、特に2.5 wt.%添加でピーク熱放出率と総熱放出量をそれぞれ20%と29%低減した。さらに、TNTs/GOは無添加PVCと比較して光分解性も向上させた。これらの理由は、TN

概要 混合ホルミウムコバルト酸クロム酸塩HoCo0.5Cr0.5O3（直方晶ペロブスカイト、空間群Pbnm）を、1373 Kでの固相反応により合成した。インシチュウ高分解能X線シンクロトロン粉末回折（ビームラインID22、ESRF）を用い、300–1140 Kで結晶構造をマッピングした。データは格子定数の顕著なシグモイド温度依存性を示し、線膨張係数に900 K付近で広い極大を示した。同時に、Co/Cr–O結合長、八面体傾斜角、異方的変位パラメータの異常変化が、Co3+イオンの温度駆動スピン状態遷移と、それに伴う絶縁体-金属クロスオーバーを示唆している。これらの知見は、混合ペロブスカイトコバルト

概要 金属支援化学エッチング（MACE）と金（Au）ナノドット触媒を用いて、高秩序ガリウムヒ素（GaAs）ナノピラーアレイの作製を実証した。Auナノドットは、二段階陽極酸化で作製した多孔質アルミナマスクを通じてGaAs基板上にパターニングされた。高濃度フッ化水素酸（HF）と低濃度過マンガン酸カリウム（KMnO4)酸化剤を適度な温度で用いたエッチャントにより、Au/GaAs界面周囲のGaAsを選択的に除去することに成功した。最適条件下で、100 nm六方最密充填格子周期、50 nm高さのナノピラーアレイが得られ、すべてAuでキャップされていた。 背景 GaAsなどのIII-V族化合物半導体は、

概要 密度汎関数理論（DFT）を用いて、単層六方晶窒化ホウ素（h-BN）における三角形空孔の原子構造、電子構造、磁気的振る舞いを調べた。計算の結果、三角形空孔の緩和幾何構造はそのサイズに強く依存し、すべての安定構造がN終端ジグザグエッジを持つことが明らかになった。空孔エッジからホウ素-窒素（BN）対が除去されると、結果として得られる構造の安定性と磁気モーメントは欠損対の位置に応じて変化し；面領域から対が除去された場合に最も安定な構造となり、最小磁気モーメントを生じる。 背景 六方晶窒化ホウ素（h-BN）は、グラフェンに類似した二次元絶縁体だが、BとN原子が交互に構成されている。合成過程で、h

概要 ナノ流体分野は、優れた熱・物質輸送特性、流動性、分散安定性により急速な成長を遂げている。これらの特性により、太陽集熱器、冷凍、ヒートパイプ、エネルギー貯蔵など、多様なエネルギーシステムへの応用が魅力的となっている。本レビュー第2部では、TiO₂ナノ流体に関する最近の知見を統合し、その応用を強調し、主要な課題を特定し、今後の研究方向を提案する。この2部構成の包括的レビューは、TiO₂ナノ流体技術の最新状況を把握しようとする研究者のための実用的リファレンスとなり、新たな調査を刺激することを目的としている。 レビュー 背景 本シリーズの第1部では、TiO₂ナノ流体の合成、安定性、基礎特性を検

概要 過酸化水素（H2O2）は、グルコース/グルコースオキシダーゼ（GOD）反応など、オキシダーゼベースの酵素反応の重要な生成物である。したがって、生成されたH2O2を検出することで、さまざまな炭水化物とそれらのオキシダーゼの検出を達成することは非常に意義深い。本稿では、蛍光比色両モードでH2O2を選択的に検出できる新規デュアルモードナノセンサとして機能する、一種の二重発光カーボンナノドット（CDs）を報告する。デュアルモードナノセンサは、無修飾の二重発光CDsのみで確立され、CD溶液に異なる濃度のH2O2を添加すると、顕著な蛍光および比色変化が観測され、H2O2の肉眼検出を可能にする。ナノセ

概要 リニア伸縮型スーパーキャパシタは、ウェアラブルエレクトロニクスの急速な拡大分野における応用に適しているため、大きな注目を集めている。しかし、電極材料の導電性が低いため、リニアスーパーキャパシタの軸方向での電子移動が制限され、高レートで深刻な容量低下を招く。この問題を解決するため、金ナノ粒子で整列多層カーボンナノチューブを修飾し、伸縮型リニア電極を作製した。さらに、400%のひずみまで非常に高い弾性を示し、1 A g−1の放電電流で約8.7 F g−1の高容量を発揮する微細な伸縮型リニアスーパーキャパシタを開発した。 背景 微小電子デバイスの発展に伴い、マイクロロボット、スマートブレスレ