| Project Area | Next-Generation Nano-Optics Using Fast Electrons |
|---|
| Project/Area Number |
22H05034
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
斉藤 光 九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (50735587)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-05-20 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
|
| Budget Amount *help |
¥43,030,000 (Direct Cost: ¥33,100,000、Indirect Cost: ¥9,930,000)
Fiscal Year 2024: ¥12,220,000 (Direct Cost: ¥9,400,000、Indirect Cost: ¥2,820,000)
Fiscal Year 2023: ¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000)
Fiscal Year 2022: ¥11,830,000 (Direct Cost: ¥9,100,000、Indirect Cost: ¥2,730,000)
|
|---|
| Keywords | 電子エネルギー損失分光 / ナノフォトニクス / プラズモニクス / 光ー物質相互作用 / 運動量分解分光 / 光－物質相互作用 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
デバイス駆動中の状態変化をナノスケールで分光イメージングできる手法が確立されれば、光－物質相互作用の増強を利用した物質機能の活用法がより理解され、電子と光子の両方の長所を上手く活用した新規デバイスの開発・開拓が進展する。本研究課題では、エネルギー分解能が飛躍的に向上した現在の電子エネルギー損失分光(EELS)に運動量分解法を適用し、未だ実現されていない電子状態と光学状態の同時解析を実現する。この新規EELS法により、光プローブでは直接アクセスできない導波路を伝播する非発光モード、さらにデバイス駆動時の物質の光学定数の変化を同時に可視化し、新たなアクティブナノ光学デバイスの創出に繋げる。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
当初計画どおり、透過電子顕微鏡において散乱角について分解された電子エネルギー損失分光の計測を基盤とし、電子状態と光学状態の両方の情報について切り分けて抽出する手法の開発を実施した。開発された手法を周期的なナノ表面構造を有する金属薄膜に適用し、その表面プラズモン励起に由来する信号と金属薄膜内部の一電子励起に由来する信号とを選別できることを実証した。また、本計画研究が属する研究領域の他班との連携でトポロジカルプラズモン導波路の光スピン整流性を実証する実験を遂行するための試料作製について検討した。また、当初計画に加え、他班との連携で電子エネルギー損失分光とカソードルミネセンスとを融合させた新規分光イメージング手法の開発を計画し、これを実施するための透過電子顕微鏡を導入・整備を行った。この開発機には電子エネルギー損失分光用のエネルギー分析器は標準で搭載されているが、カソードルミネセンス用の放物面ミラーを含む光学系は搭載されていないため、これを構築するための設計を行った。また、その新規分光イメージング手法には電子エネルギー損失分光の信号をサブナノ秒の時間分解能で検出することが要求されるため、シンチレータを含む電子線検出器の開発が必要である。2022年度は、この要求に耐える高速シンチレーションを示す材料を見つけることもでき、電子エネルギー損失分光用の高速電子線検出器並びにカソードルミネセンスと融合した新規分光イメージング開発の目途がたったと言える。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
電子状態と光学状態の両方の情報について切り分けて抽出する運動量分解型の電子エネルギー損失分光の開発や、トポロジカルプラズモン導波路の光スピン整流性を実証する実験のための試料作製など、おおむね当初の予定どおりに進行している。また、電子エネルギー損失分光とカソードルミネセンスとを融合させた新規分光イメージング手法の開発に着手するなど、当初計画以上に発展している事項もある。一方で、電子エネルギー損失分光を活用したオペランド計測によるデバイス駆動中の電子状態及び光学状態の変化を検出する実験については遅れており、2023年度以降、これを重点的に進めることで遅れを取り戻す必要がある。
|
| Strategy for Future Research Activity |
要素技術の開発と試料作製はおおむね順調に進行しており、主な事項については当初計画どおりに進める。新規分光イメージング手法の開発といった新展開によって、当初計画以上の成果が得られる可能性もあり、これも精力的に進めるが、当初計画の進行の妨げにならないように留意する。
|
Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
-
-
[Presentation] Electoron beam induced sub-nanosecond luminescence from Lead-Halide Perovskites revealed by Hanbury-Brown Twiss interferometry2022
Author(s)
Sho Nekita, Sotatsu Yanagimoto, Takumi Sannomiya, Keiichirou Akiba, Masato Takiguchi, Hisashi Sumikura, Itsuki Takagi, Kazutaka G Nakamura, SenPo Yip, You Meng, Johnny C Ho, Tetsuya Okuyama, Mitsuhiro Murayama, Hikaru Saito
Organizer
eBEAM School on Nano-optics with Free Electrons 2022
Related Report
Int'l Joint Research
-
