利用報告書 / User's Reports

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【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.16】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24HK0090

利用課題名 / Title

金属窒化物ナノ粒子のコア-シェル化によるプラズモニック・フォトニックカップリング材料の作製

利用した実施機関 / Support Institute

北海道大学 / Hokkaido 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）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

電子顕微鏡/ Electronic microscope,フォトニクス/ Photonics,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control


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)

野口 真司

所属名 / Affiliation

北海道大学　大学院総合化学院

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
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

HK-402：走査型透過電子顕微鏡


報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

　作製した試料の形態観察および組成の分析を行った。

実験 / Experimental

　局在表面プラズモン共鳴を発現する金属窒化物ナノ粒子を付着させたSiO2-ZrNコア-シェル粒子を作製し、作製した粒子の形態観察および組成分析を行った。
　また、局在表面プラズモンを発現するZrNナノ粒子周囲にSiO2をコートしたZrN-SiO2コア-シェル粒子を作製し、同様に形態観察および組成分析を行った。
　この他、ハイドロゲルの高分子鎖に沿ってTiO2を形成させることで、網目状のTiO2を作製し、形成したTiO2の形態の評価を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

　想定していた形態および組成のSiO2-ZrNコア-シェル粒子（図１）およびZrN-SiO2コア-シェル粒子（図２）が作製できていることを確かめた。
　また、ハイドロゲル中の高分子鎖に沿ってTiO2を形成させる手法は、ハイドロゲル中の高分子鎖を可視化する手段（図３）になりうることが分かった。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations


図１. SiO2-ZrNコア-シェル粒子のSTEM像



図2. ZrN-SiO2コア-シェル粒子のSTEM像



図３. TiO2形成によるハイドロゲル高分子鎖の可視化


その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

参考文献
1. Shinji Noguchi et al., Advanced Optical Materials, 12(19), 2400287, 2024. https://doi.org/10.1002/adom.2024002872.
2. Shinji Noguchi et al., Journal of the American Ceramic Society, 107(10), 6885-6895, 2024. https://doi.org/10.1111/jace.199813.
3. Shinji Noguchi et al., Nano Letters, 24(29), 9088-9095, 2024. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c02559


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)
  1. Shinji Noguchi, Structural Color Materials with Color Mixing Effect Using Noble Metal‐Free Plasmonic Particles in SiO2–ZrN System, Advanced Optical Materials, 12, (2024).
    DOI: 10.1002/adom.202400287
  2. Shinji Noguchi, Synthesis of ZrN–SiO2 core–shell particles by a sol–gel process and use as particle‐based structured coloring material, Journal of the American Ceramic Society, 107, 6885-6895(2024).
    DOI: 10.1111/jace.19981
  3. Shinji Noguchi, Real-Space Visualization of Charged Polymer Network of Hydrogel by Double Network Strategy and Mineral Staining, Nano Letters, 24, 9088-9095(2024).
    DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c02559
  4. Kentaro Tabuchi, Electrochemical CO2 reduction reaction catalytic activity of zirconium nitrides synthesized by the urea-glass route using ZrCl4 as a raw material, Journal of the Ceramic Society of Japan, 133, 47-51(2025).
    DOI: 10.2109/jcersj2.24102
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
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

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