【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.16】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23UT1083
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）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）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（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
形状・形態観察, 電界紡糸, 金属蒸着, 表面増強ラマン散乱, Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS),電子顕微鏡/ Electronic microscope,フォトニクスデバイス/ Nanophotonics device
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
東京大学大学院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
V. Kesava Rao,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銀ナノメッシュの表面状態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。電界紡糸法で作製したポリビニルアルコール（PVA）ナノメッシュの片側に銀を蒸着した銀ナノメッシュの非蒸着側では、樋状（U型）のファイバー内側にナノ粒子状構造が観測された。
実験 / Experimental
まず、電界紡糸法でPVA水溶液からナノファイバーを作製して、それをドラム上に巻き取ることでPVAナノメッシュを得た。このPVAナノメッシュに、真空中で片側に銀を蒸着させることで銀ナノメッシュを作製した。霧吹きで湿らせたシリコン基板上に、銀ナノメッシュを貼付して乾燥させたものを試料とし、高精細電子顕微鏡(HITACHI Regulus 8230)で、銀蒸着側と非蒸着側の両面の表面形態を観測した。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig. 1(a)-(c)が銀ナノメッシュのSEM画像である。銀蒸着側の表面形態を示すSEM画像（Fig. 1(b)）では、銀が鱗上に蒸着していることがわかった。一方、濡らすことでPVAを溶解させて取り除いた銀ナノメッシュの非蒸着側のSEM画像（Fig. 1(c)）では、PVAが消失することで樋状（U型）のナノ構造体になるだけでなく、直径30 nmほどのナノ粒子状構造が内部にできていることが観察された。これは、樋状（U型）のナノ構造体内部が平滑に見える金ナノメッシュとは異なる観察結果であった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 Silver nanomesh. (a) Top-view SEM image of the silver nanomesh. (b) Top-view SEM image of the silver nanomesh with higher magnification. (c) Bottom-view SEM image of the silver nanomesh after removal of PVA.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
[参考文献] L. Liu, P. M. Pancorbo, T.-H. Xiao, S. Noguchi, M. Marumi, H. Segawa, S. Karhadkar, J. G. de Pablo, K. Hiramatsu, Y. Kitahama, T. Itoh, J. Qu, K. Takei, K. Goda, Adv. Opt. Mater., 10, 2200054 (2022); Y. Kitahama, P. M. Pancorbo, H. Segawa, M. Marumi, T.-H. Xiao, K. Hiramatsu, W. Yang, K. Goda, Anal. Methods, 15, 1028 (2023).
[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), JSPS Core-to-Core Program (JPJSCCA20190007), JSPS Bilateral Program (JPJSBP120227703), White Rock Foundation, Mitsubishi UFJ Technology Development Foundation, UTokyo IPC, Kawasaki Deep Tech Accelerator Program, Plug & Play Japan Accelerator Program.
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)
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V. Kesava Rao, An Ultralow‐Cost, Durable, Flexible Substrate for Ultrabroadband Surface‐Enhanced Raman Spectroscopy, Advanced Photonics Research, 5, (2023).
DOI: 10.1002/adpr.202300291
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 「超広帯域で使える安価なウェアラブルSERSセンシング」第71回応用物理学会春季講演会, 令和6年3月
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