ナノトレンチテンプレートを用いたナノギャップ制御可能なナノ粒子セルフアセンブリ

摘要

本研究では，ナノ粒子間のナノギャップを制御可能な高収率セルフアセンブルプロセスを実証した。円形パターンのナノトレンチの中心間隔を60～120 nm と変えたトレンチペアをアレイ状に配列したテンプレートを使うことでナノ粒子間隔を制御した。コロイド溶液に電解質を添加しない場合では，トレンチ中心間距離が小さくなるにつれて2 粒子アセンブル収率が減少したが，電解質添加により，その濃度の上昇にしたがって2 粒子アセンブル収率が増加した。トレンチ中心間距離70～120 nm において，電解質濃度3 mM とすることで，2 粒子アセンブル収率は0.87 以上となり，高収率なアセンブルが可能となった。さらに，DLVO 理論を用いた計算によって，ポテンシャル障壁を越えて2 粒子が接近できる確率と2 粒子アセンブル収率の相関を明らかにし，0.0027 以上の接近確率において高い収率が得られることがわかり，高収率な2 粒子アセンブルを可能とするための条件設定指針を明らかにした。本研究で達成したアセンブルプロセスは金属ナノ粒子パターンのプラズモン共鳴特性を制御し，様々な応用が可能になると期待される。