概要 可視領域で動作するハイブリッドメタサーフェスベースのトリプルバンド完全光吸収体（PLA）のシンプルな設計を提案。屈折率（RI）センシングへの適用が可能です。従来設計と異なり、可視PLA用提案ハイブリッドメタサーフェスは、周期的シリコン十字ナノ構造アレイと金基板のみで構成。金基板上に堆積した周期的シリコン十字アレイが、正入射光照射下で導波モードを励起。シミュレーション結果によると、402.5 THz、429.5 THz、471.5 THzに位置する98.1%、98.7%、99.6%の3つの完全吸収ピークが明確に観測されました。このトリプルバンド完全吸収効果は、異なる次数の定在波による導波モ

概要 本稿では、高電源電圧除去比（PSRR）を持つ改良型自己バイアスバンドギャップリファレンス（BGR）を提案します。フィードバックループを構成するオペアンプを、正温度係数（TC）電圧生成と多重化し、低消費電力化を実現。オフセット電圧を採用して絶対温度に比例した（PTAT）電圧を達成。温度非依存リファレンス生成により、ローカル負帰還ループ（LNFL）とグローバル自己バイアスループ（GSBL）の2つのフィードバックループを同時に実現し、PSRRを向上。提案BGRは180 nm BCD技術で実装し、リファレンス電圧2.506 V、温度範囲-55～125℃でTC 25 ppm/℃を達成。ライン感度（

概要 腹部大動脈瘤（AAA）は腹部大動脈の下部動脈の拡大を指し、診断のための早期検出ツールの特定が急務です。本研究では、AAA形成を反映するmiRNA-335-5pを特定するため、櫛形電極（IDE）センシング表面を使用しました。シリカ材料の均一性を3Dプロフィロメトリーで観察し、化学修飾された高導電性表面がI-Vモードでの検出を改善。標的miRNA-335-5pは用量依存的に検出され、線形回帰と3σ解析に基づき、ビオチン修飾プローブを用いて感度1 fMを決定。非相補配列、1塩基および3塩基ミスマッチ配列から標的配列を識別することで高い特異性を示しました。これらの出力は、AAA重症度判定のための

概要 LiNbO₃（LN）結晶は自発電気分極を持つためピロ電気材料として広く用いられ、容易に再分極可能で熱エネルギーを直接電気に変換できます。LN結晶の耐熱性、低コスト、低誘電損失は、室温ピロ電気デバイスや熱センサーへの応用を可能にします。しかし、LN結晶は脆く、非柔軟でその他の機械的特性に難があり、様々な分野での応用を制限しています。本研究では、LN微粒子、ポリプロピレン（PP）マトリックス、多層カーボンナノチューブ（MWCNT）で構成されるLN修飾柔軟ピロ電気フィルムを作製成功。ナノ粒子のパターン化自己組織化と出力ピロ電流の監視により、LN結晶とLN/PP/MWCNT複合フィルムのピロ電気

概要 リチウムイオン電池（LIB）は現在最も重要なエネルギー貯蔵システムです。セパレーターはレート特性、サイクル寿命、安全運転において重要な役割を果たします。しかし、市販セパレーターは電解液濡れ性が悪く、安全性に限界があります。また、電池内部の有害な微小分子（H₂O、HFなど）を除去して寿命を延ばすことも極めて重要です。本研究では、4Å分子ふるい（MS）で修飾したポリ（フッ化ビニリデン-コ-ヘキサフルオロプロピレン）@ポリアクリロニトリル（PVDF-HFP@PAN）セパレーターを水熱法で作製し、LIBに適用しました。MS@PVDF-HFP@PANセパレーターは高い熱安定性とカーボネート電解液濡

概要 粒子状物質（PM）は大気汚染の主要因であり、霞の発生や世界的な公衆衛生上の懸念となっています。特に中国では近年深刻化しています。屋外大気中のPM2.5排出を制御するのは困難ですが、繊維膜ベースの空気浄化デバイスを用いれば室内空気質の改善が可能です。本研究では、電気紡糸法で合成したポリアクリロニトリル：TiO₂（PAN：TiO₂）および新規開発のポリアクリロニトリル共重合ポリアクリレート：TiO₂（PAN-co-PAA：TiO₂）複合ナノファイバー膜を、屋内外両方の空気保護用として提案します。ナノファイバー径と膜厚を制御し、特定の多層マイクロ構造を設計することで、粒子状物質への強力な付着と

概要 パタナブルなナノ構造を持つ大面積デバイスの製造は、光学または電気デバイスの実用応用において重要です。本研究では、金属酸化物膜の電解反応による、大面積ナノドット（ND）アレイを作製する簡単で環境に優しい方法を説明します。印加電圧、電解時間、インジウム錫酸化物（ITO）膜厚を調整することで、様々なサイズと形態のNDを得られます。25 nm厚のITO膜を水滴媒質下で150 V、1.5分電解することで、50–60 nmサイズの高密度NDが得られ、薄い銀層堆積後に表面増強ラマン散乱（SERS）基板として応用されました。最適化されたND構造を持つSERS基板は、ローダミン6G（R6G）を5 × 10

概要 ポイントオブケアテスト（POCT）は疾患の早期診断とモニタリングに広く用いられています。ラテラルフローアッセイ（LFA）はPOCTで成功した商業ツールです。しかし、LFAには定量性と分析感度の欠如という課題があります。これらを解決するため、我々は以前、プラズモニック金ナノ粒子による熱コントラストを携帯デバイスに用いた熱LFAを開発しました。この手法は従来の目視検出と比較して分析感度を大幅に改善しましたが、定量の問題は残っていました。本研究では、伝導と放射の熱検出モードを用いてデバイスの動作条件を最適化し、LFAの定量を可能にしました。ナノ粒子のみを含むストリップの検出限界は、従来の目視検

概要 AlOxベースの抵抗スイッチングメモリデバイスは、ITO基板上にAl膜を堆積し、真空中で400°Cでアニーリングする酸化拡散プロセスによって製造されます。約20 nm厚のAlOx界面層が抵抗スイッチング層として形成されます。コンプライアンス電流を制限（≥ 1 mA）すると、双極性および単極性抵抗スイッチング（RS）挙動が得られます。単極性RS挙動では、デバイスは低温（40 K）でセット/リセットサイクルを実行できず、ジュール熱が単極性RS挙動に不可欠であることを示唆しています。双極性RS挙動では、急激なリセットが温度低下とともに緩やかなリセットへ変化し、ジュール熱が導電フィラメントの断裂

概要 肺がんの早期発見において、腫瘍マーカーであるシトケラチン-19断片（CYFRA 21-1）をヒト血清中で迅速に検出することは、患者の生存率向上と迅速な外科的対応に重要な役割を果たします。本研究では、レモン果皮を用いて緑色合成したカーボン量子ドット（CQDs）と酸化亜鉛（ZnO）のナノコンポジットを、CYFRA 21-1抗原の高感度蛍光免疫センシング溶液として用いることを目的としました。提案手法では、水熱法によりレモン果皮からCQDsを調製し、このCQDsを還元・安定化剤として酢酸亜鉛からCQDs-ZnOナノコンポジットを合成しました。サンドイッチ型キャッピング抗体-抗原-抗体免疫センシン

概要 持続放出型局所麻酔薬（LA）は、鎮痛効果の向上と局所麻酔薬の有害事象の軽減という有望な役割から、注目を集めています。リポソームやポリマーソームなどのナノ構造キャリアは、持続放出の要求に最適に応えるものであり、数十年にわたり薬物送達システム（DDS）として利用され、持続放出において満足のいく結果を示してきました。成熟したリポソーム技術に基づき、ブピバカインを封入した初の承認済みリポソーム製剤であるエクスパレル（EXPAREL）が、持続放出製剤として成功を収めています。同時に、ポリマーソームはリポソームに対する補完的な特性を備えており、ハイブリッドキャリアの出現を促しています。本稿では、リポ

概要 抗菌性銀ナノ粒子（Ag NPs）調製の生物学的合成法は、細胞毒性還元剤・界面活性剤を用いないグリーン手法である。本研究では、酵母エキスを還元剤およびキャッピング剤として用い、形態制御された高分散性Ag NPsを生物合成した。合成Ag NPsは均一な球状で微細、平均粒径13.8 nmを示した。酵母エキス中の還元性アミノ酸、α-リノレン酸、炭水化物など生体分子がAg NPs形成に重要役割を果たすことをフーリエ変換赤外分光（FTIR）分析で実証。また、Ag NPs表面のアミノ酸がアルカリ溶液で正味負電荷を帯び、静電反発相互作用を最大化し、1年以上沈殿なしで優れた安定性を提供。アンピシリンとの併

概要 局在表面プラズモン（LSP）と分子エキシトンの相互作用に基づく吸収増強は、高性能ソーラーデバイス開発において最重要現象の一つである。本研究では、可視域の精密に調整された波長で吸収増強を示す、プラズモン金属ナノ粒子と色素分子のハイブリッドを開発した。ハイブリッドは、500–700 nm域に4つの吸収ピーク（Qバンド）を持つポルフィリン誘導体（TPP）と、LSP共鳴波長を精密に調整可能な三角形銀ナノプリズム（AgPRs）から構成される。3種類の異なるアスペクト比を持つAgPRsを組み合わせることで、Qバンド全域での吸収増強を誘起した。さらに、LSPベースの蛍光増強現象に基づく吸収増強の定量評

概要 グラフェンへの長年の関心は、グラフェンハイドロゲル、グラフェンファイバー、グラフェンペーパーなどグラフェン派生材料への注目を集めている。これらは力学的・物理的に優れた特性を示す。本研究では、化学気相成長（CVD）法により、SiO₂/Si基板上に樹木枝状（デンドライト）グラフェンを初めて合成した。メタンと水素を前駆体として用い、Si面およびSiO₂面の両方に、良好に制御されたモルフォロジーを持つ樹木枝状グラフェンデンドライトを直接成長させた。成長したグラフェンデンドライトは電子デバイス作製に直接使用可能。電気伝導度〜286 S cm⁻¹、ホール移動度〜574 cm² V⁻¹ s⁻¹、ヤング

概要 本研究では、穏和な条件（180–200 ℃）で貴金属炭素質ナノ構造（Au@C、Ag@Cなど）を制御合成できるシンプルな水熱法を開発し、さらにコア（例：銀）を酸化還元エッチングで除去することで中空炭素質構造を作製するユニークな手法を提示した。合成ナノ粒子の微細構造と組成を多様な顕微鏡・分光技術で解析。反応系におけるセチルトリメチルアンモニウムブロミド（CTAB）が、Ag@C、Au@Cナノケーブルおよびそれらに由来する中空炭素質ナノチューブの形成に鍵となる役割を果たすことを明らかにした。炭素質ナノ構造の動的成長・形成メカニズムを詳細に議論し、最後にAu@Cナノコンポジットのレーザー誘起光熱特

概要 GeSnはオンチップフォトニクスおよびナノエレクトロニクスデバイスの材料として有望視されている。本研究では、GeSn合金自体をエッチングすることなく、吊り下げ型・歪み緩和・高品質なGeSnマイクロディスクを新規アプローチで実現した。GeSn合金を分子線エピタキシー（MBE）法で低温でパターン形成済みGe（001）基板上に成長させ、透過型電子顕微鏡（TEM）と走査型電子顕微鏡（SEM）で微細構造を確認した。選択的ウェットエッチング時間を制御することで、異なる直径のGeペデスタルを持つマイクロディスクを作製し、マイクロラマン分光により、残存Geペデスタルの寸法に応じて異なる歪み緩和度を示すこ

概要 Co₉S₈は、高いナトリウム貯蔵性能、容易な入手性、熱安定性により負極材料として有望視されている。しかし、充放電時の体積膨張が実用化の大きな障害となっていた。本研究では、Co₉S₈ナノファイバーと中空Co₉S₈ナノスフィアからなる二重構造を、N,S共ドープ炭素層で被覆した複合材料（Co₉S₈@NSC）を、溶媒熱法と高温炭化法により合成した。炭素被覆と大きな比表面積（122.5 m² g⁻¹）により、ナトリウムイオン挿入・抜出時の体積応力を原子レベルおよび3次元レベルで効果的に緩和できる。さらに、炭素層に導入されたNおよびSヘテロ原子が自由電子を供与し、炭素表面でのNa⁺吸着・拡散を促進す

概要窒素ドーピング効率と活性サイト密度を効果的に向上させる適切な手法の設計は、非白金Fe/N/C型電気触媒の酸素還元反応（ORR）活性向上に不可欠です。ここでは、安定した配位効果を持つ新規前駆体として、Fe²⁺イオンと2,4,6-トリ(2-ピリジル)-1,3,5-トリアジン（TPTZ）錯体を配位させたものを、分子ふるいのナノチャネル内で閉じ込め熱分解する、容易かつ効果的な戦略を提案します。ナノチャネル閉じ込め効果と安定配位効果を組み合わせることで、熱安定性向上と窒素豊富活性サイトの安定化が相乗的に達成され、熱分解プロセス中の活性N原子損失を制御し、高活性サイト密度を獲得してORR活性を向上させ

概要本研究では、多機能水質浄化用のフリースタンディングナトリウムチタン酸塩超長ナノチューブ膜を調製しました。優れた靭性を持つこのフリースタンディング膜を得るため、直径約48 nm、長さ数百μmの一次元（1D）ナトリウムチタン酸塩超長ナノチューブを、TiO₂ナノ粒子から撹拌水熱法で調製し、簡便な真空ろ過で二次元膜へ容易に組み立てられます。メチルトリメトキシシラン（MTMS）で修飾後、疎水性表面を持つフリースタンディング膜は、油水分離、自己洗浄、光触媒機能を同時に備え、膜の回収と水中からの油、粉塵、有機染料など様々な汚染物質の除去に有利です。さらに、この膜は優れたアルカリ、酸、腐食性塩耐性も示しま

概要金属触媒化学エッチング（MaCE）は、低コストで汎用性の高い手法としてシリコンナノワイヤー（SiNWs）調製の有望な技術と見なされてきましたが、Si内に注入される正孔をうまく制御できないことが、エッチングレートの低下、望ましくないサイドウォールエッチング、構造均一性の劣化を招いていました。本研究では、バイアス変調MaCEプロセスを実施し、典型的なバイアスフリーMaCEの4倍以上のエッチングレートを大面積均一性で達成しました。電界媒介正孔整流効果が反応性イオンの遅延拡散効果を圧倒し、分散的エッチングダイナミクスが方向性エッチング挙動へ転換することを見出しました。さらに、外部バイアスによってエ