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NIMS一般公開2024

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研究内容

Keywords

表面科学、STM誘起発光、酸化物ワイヤの欠陥操作、ペプチド自己組織化制御、分子磁性

出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。

書籍

所属学会

日本物理学会, 応用物理学会, 日本磁気学会

ナノアーキテクトニクス材料研究センター
タイトル

ナノアーキテクトニクスへの挑戦

キーワード

欠陥エンジニアリング,ペプチド,自己組織化制御,分子機械,グラフェン,表面化学反応,分子スピン,2Dネットワーク

概要

無機・有機材料を利用したナノアーキテクトニクスによる新しい物質作成や機能探索を続けている。さらに、計測手法の開発や理論モデルの構築を通して機能を解明して新しい応用研究へと発展させる。

新規性・独創性

ルチル構造の酸化すずロッド内の格子欠陥を機械的応力や電圧を加えて操作し新機能を探索
電流を局所的に流して短いペプチドの自己組織化を制御する手法を発見
2次元ナノシートを集束ヘリウムイオンビームで削り分子機械のナノ部品の製造工程を模索
表面化学反応を利用して低次元ナノ構造を作成し、分子スピンが絡んだ複雑磁性を解明

内容

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電界ピエゾ効果を示さないルチル構造のロッドを曲げて生まれた格子欠陥の生成や修復を操作(欠陥エンジニアリング)して、UV光センサーの懸案問題であったPPC(Persistent photo current)問題を可決した(左端図)。
電極間に電流を流して局所的な過飽和領域を溶液中に作成して短いペプチドの自己組織化の制御に成功した。高い表面積を持つポーラスマイクロ球の形状制御を可能とした(左から2番目)。
グラフェンシートを集束ヘリウムイオンビームを用いて削り出し、現時点で世界最小のナノギアの作成に成功した。組み合わせて分子機械を作成して、ナノメカニクスを解明する(左から3番目)。
表面化学反応を利用して分子を自己組織的に並べて、ユニークな2次元ナノクラスターネットワークを作成した。分子スピンが空間的に絡んで生じるスローダイナミクスやスピン液体的な挙動を理論モデルを用いて解明した。個々のナノクラスター内のスピンが連携したネットワークの研究は新しい2D物質の開発へとつながる。

まとめ

ナノアーキテクトニクス手法を利用した有機・無機ナノ構造体作成には多くの可能性が残されており、新機能を探索する計測手法の開発やモデルシュミレーションの開発には成長の余地が残されている。

この機能は所内限定です。
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