ゾルゲル法による新しいガラス、セラミックスの開発研究を得意としており、希土類イオンドープガラス、プロトン伝導体、ナノ粒子などの作製に実績を挙げています。また、最近では、融体超急冷法による新しいガラスの作製研究にも取り組んでいます。



詳細につきましては、次の項目ごとの概要や研究経歴などをご覧ください。

ガラスの水との反応および水素ガスの透過現象について研究し、極めて高い水素ガス透過特性を示すガラスを発見した。

＜主論文＞

• Hydrogen Gas Permeation Through Al₂O₃–SiO₂ Glasses Containing Metal Ions

  M. Nogami, K Watanabe, Y. Ito, H. Ito
  J. Am. Ceram. Soc. 93, 1663~1667 (2010).

• Hydrogen Gas Reaction with Eu³⁺-Doped Al₂O₃–SiO₂ Glasses 

  M. Nogami, H. Shiiba, G. A. Kleine,
  J. Am. Ceram. Soc. 93, 3752~3756 (2010).

スペクトルホールバーニング現象

室温で永続性のあるスペクトルホールバーニングを示すガラスをゾルゲル法で作製できることを初めて示し、その発現機構を明らかにした。

＜主論文＞

• Room temperature persistent spectra hole burning in Sm²⁺-doped silicate glasses prepared by the sol-gel process

  M.Nogami, Y.Abe, K.Hirao, D.H.Cho
  Appl. Phys. Lett. 66, 2952~2954 (1995).

• Persistent spectral hole burning of sol-gel-derived Eu3+-doped SiO2 glass

  M. Nogami, T. Hayakawa
  Phys. Rev. B 56, R14235~14238 (1997).

• Persistent spectral hole burning in Eu3+-doped silicate glasses codoping Al3+ and P5+ ions

  M. Nogami, T. Nagakura, T. Hayakawa T. Sakai
  Chem. Mater. 10, 3991~3995 (1998).

• Room-temperature persistent spectral hole burning of Eu3+ coupling with Al3+ in glass

  M. Nogami, T. Ishikawa
  Phys. Rev., B, 63, 104205-1~6 (2001).

• New Hole-Burning Observations in Eu3+-Ion-Doped Glasses

  M. Nogami, G. Kawamura, L. Dapvril, K. Goto
  Adv. Mater. 19, 2347~2350 (2007).

非線形光学

希土類イオンの結合環境を変えることで、強発光特性を示したり高い２次および３次非線形光学特性を示すようになることを見出し、発光ガラスの開発に成功した。

＜主論文＞

• Laser induced SnO₂ crystallization and fluorescence properties in Eu³⁺doped-SnO₂-SiO₂ glasses

M. Nogami, A. Ohno, H. You
Phys. Rev. B, 68, 104204/1~104204/7 (2003).

• White light emission from radical carbonyl-terminations in Al2O3-SiO2 porous glasses with high　luminescence quantum efficiencies

T. Hayakawa, A. Hiramitsu, M. Nogami
Appl. Phys. Lett. 82, 2975~2977 (2003).

• Three-photon-excited fluorescence of Al2O3-SiO2 glass containing Eu3+ ions by femtosecond laser irradiation

H. You, M. Nogami
Appl. Phys. Lett., 84, 2076~2078 (2004).

• Blue light emission from Eu2+ ions in sol–gel-derived Al2O3–SiO2 glasses

Y. Kishimoto, X. Zhang, T. Hayakawa, M. Nogami
J. Lumin. 129, 1055~1059 (2009).

低温型燃料電池用電解質として利用されているナフィオンに匹敵するプロトン伝導度を示すセラミックス電解質の開発にはじめて成功し、その電導機構の解明と燃料電池への応用研究を行っている。

＜主論文＞

• Evidence of water-cooperative proton conduction in silica glass

  M. Nogami, Y Abe
  Phys. Rev. B, 18, 12108~12112 (1997).

• A sol-gel-derived glass as a fuel cell electrolyte

  M. Nogami, H. Matsushita, Y. Goto, T. Kasuga
  Adv. Mater. 12, 1370-1372 (2000).

• Dynamics of Proton Transfer in the Sol-Gel-Derived P2O5-SiO2 Glasses

  M. Nogami, Y. Daiko, T. Akai, T. Kasuga
  J. Phys. Chem. B, 105, 4653~4656 (2001).

• Proton conduction and pore structure in sol-gel glasses

  Y. Daiko, T. Kasuga, M. Nogami,
  Chem. Mater. 17, 4624-4627 (2002).

• Structural and Transport Properties of Mixed Phosphotungstic Acid/Phosphomolybdic Acid/SiO2 Glass Membranes for H2/O2 Fuel Cells

  T. Uma, M. Nogami
  Chem. Mater. 19, 3604~3610 (2007).

化学反応法による金、白金、銀などの金属ナノ粒子の作製法と光学非線形および触媒特性についての研究し、様々な形状を有した金属ナノ粒子の作製に成功するとともに、光学・触媒特性の形態依存性を明らかにした。

＜主論文＞

• Enhancement of third-order optical nonlinearities in 3-dimensional films of dielectric shell capped Au composite nanoparticles

  Y. Yang, M. Nogami, J. Shi, H. Chen, G. Ma, S. Tang
  J. Phys. Chem. B, 109, 4865~71 (2005).

• Controlled surface-plasmon coupling in SiO2-coated gold nanochains for tunable nonlinear optical properties

  Y. Yang, M. Nogami, J. Shi, H. Chen, G. Ma, S. Tang
  Appl. Phys. Lett. 88, 081110/1~081110/3 (2006)

• Self-Assembled Silver Nanochains for Surface-Enhanced Raman Scattering

  Y. Yang, J. Shi, T. Tanaka, M. Nogami
  Langmuir, 23, 12042~12047 (2007).

• Facile assembling of gold nanorods with large aspect ratio and their surface-enhanced Raman scattering properties

  G. Kawamura, Y. Yang, M. Nogami
  Appl. Phys. Lett. 90, 261908-1~-3 (2007).

• Solvothermal Synthesis of Multiple Shapes of Silver Nanoparticles and Their SERS Properties

  Y.Yang, S. Matsubara, L. Xiong, T. Hayakawa, M. Nogami
  J. Phys. Chem. C, 111, 9095~9104 (2007).

• Synthesis of Porous Single-Crystalline Platinum Nanocubes Composed of Nanoparticles

  M. Nogami, R. Koike, R. Jalem, G. Kawamura,.Y. Yang, Y. Sasaki
  J. Phys. Chem. Lett. 1, 568~571 (2010).

ゾルゲル法は室温付近での化学反応によってガラスの基本構造を形成した後、低い温度で加熱するだけでガラスになるというもので、１０００℃での加熱で石英ガラスの出来ることを示した他、ＺｒＯ２（ＴｉＯ２）−ＳｉＯ２ガラスなど通常の方法では得ることのできないガラスの作製にも成功した。ゾルゲル法の特徴をいかして有機ー無機ハイブリッドの作製についての研究も続けている。

＜主論文＞

• Glass formation through hydrolysis of Si(OC₂H_５)_４ with NH_４OH and HCl solution

  M.Nogami, Y.Moriya
  J. Non-cryst. Solids, 37, 191~201 (1980).

• Glass preparation of the ZrO₂-SiO₂ system by the sol-gel process from metal alkoxides

  M.Nogami
  J. Non-cryst. Solids, 69, 415~423 (1984).

• Sol-gel preparation of SiO₂ glasses containing Al₂O₃ or ZrO₂

  M.Nogami
  J. Non-cryst. Solids 178, 320~326 (1994). 

• Facile One-Step Synthesis of Highly Ordered Bimodal Mesoporous Phosphosilicate Monoliths

  L. Xiong, J. Shi, L. Zhang, M. Nogami
  J. Am. Chem. Soc. 129, 11878~11879 (2007).