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非線形ナノ振動分光技術の開発研究

Research Project

Project/Area Number 17034034
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

井上 康志  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 教授 (60294047)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥4,600,000 (Direct Cost: ¥4,600,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2005: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywordsチップ増強ラマン散乱 / 近接場ナノ分光 / 局在プラズモン / 表面増強ラマン散乱 / 化学吸着 / 無電解メッキ / 非線形ラマン散乱 / ゆらぎ / CARS / ラマン散乱分光 / サブゼプトモル / 合成DNA
Research Abstract

分子性ナノ結晶(アデニン:20x20x5nm^3)の近接場ラマンスペクトルにおいて特定のラマンバンドの強度、振動数が時間的に変動する、通常のラマン散乱あるいは表面増強ラマン散乱とは異なる非線形な現象を見出した。具体的には、無電解メッキ法によりチップ先端に銀コートした原子間力顕微鏡用カンチレバーをコンタクトモードで操作し、チップ先端をナノ結晶の一点に留めおき、10分間、スペクトルが変化する様子を連続的に観察した(観察波数領域:500〜1500cm^<-1>)。その結果、アデニン分子に帰属された多くのラマンバンドでそれらピーク強度が時間的に大きく変化していることを観察した。時系列的には、はじめ数個のピーク(728、1330cm^<-1>等)しか観察されなかったが(0〜50秒)、突然多くのピークが出現し(50〜80秒、250〜550秒)、そのほとんどが再び消失する(80〜250秒、550〜600秒)ことが繰り返して観察された。また、観察されたラマンバンドの多くで、ピーク振動数が最大で10cm^<-1>の幅で変動し、中にはピークが分裂する現象も観察することができた。これら現象は銀ナノチップ直下のアデニン分子の銀に対する吸着状態が熱ゆらぎなどの要因により時間変動しているためと考えられる。そこで、密度汎関数法を用いて入射電場に対する振動モードの解析を行い、実験結果と比較したところ、銀チップに化学的に吸着する分子の配向状態が近接場ラマンスペクトルに影響を与えることが示唆された。本手法を用いることで、ナノスケールで分子の識別を行えるだけではなく、分子の吸着状態をも高感度に観察できることが示された。また、金属チップ先端の金属原子と分子間の化学的吸着状態のダイナミクスを観察する手法を新たに考案し、観察システムの構築も行った。

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (12 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] Nano-analysis of crystalline properties of GaN thin-film using tip-enhanced Raman spectroscopy2007

    • Author(s)
      Ryota Matsui, Prabhat Verma, Taro Ichimura, Yasushi Inouye, Satoshi Kawata
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett. 90

      Pages: 61906-61906

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    • Author(s)
      Taka-aki Yano, Yasushi Inouye, Satoshi Kawata
    • Journal Title

      Nano Letters 6・6

      Pages: 1269-1273

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  • [Journal Article] Diameter-selective near-field Raman analysis and imaging of isolated carbon nanotube bundles2006

    • Author(s)
      T.Yano, P.Verma, S.Kawata, Y.Inouye
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett. 88

      Pages: 93125-93125

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  • [Journal Article] カーボンナノチューブの近接場ナノラマン分光分析2006

    • Author(s)
      矢野隆章, 井上康志
    • Journal Title

      光化学 37

      Pages: 36-39

    • NAID

      10017602951

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  • [Journal Article] 近接場CARS顕微鏡によるDNA分子イメージング2006

    • Author(s)
      市村垂生, 井上康志, 河田 聡
    • Journal Title

      レーザー研究 34

      Pages: 219-223

    • NAID

      130004465725

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    • Author(s)
      藤田克昌, 井上康志
    • Journal Title

      オプトロニクス 25

      Pages: 106-110

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      M.Hashimoto, T.Asada, T.Araki, Y.Inouye, S.Kawata
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys. 44

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      Y.Saito, T.Murakami, Y.Inouye, S.Kawata
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      井上康志, 市村垂生, 渡辺裕幸, 河田聡
    • Journal Title

      表面科学 26

      Pages: 667-674

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      T.Ichimura, Y.Inouye
    • Journal Title

      Proc.SPIE 5928

      Pages: 592802-592802

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      S.Kawata, T.Ichimura, N.Hayazawa, M.Hashimoto, Y.Inouye
    • Journal Title

      Proc.SPIE 5700

      Pages: 52-59

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      Y.Saito, N.Hayazawa, H.Kataura, K.Tsukagoshi, T.Murakami, Y.Inouye, S.Kawata
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      Chem.Phys.Lett. 410

      Pages: 136-141

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    • Author(s)
      Yasushi Inouye, Prabhat Verma, Taro Ichimura, Satoshi Kawata(分担執筆)
    • Total Pages
      323
    • Publisher
      Elsevier B.V., The Netherlands
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    • Author(s)
      Prabhat Verma, Yasushi Inouye, Satoshi Kawata(分担執筆)
    • Total Pages
      464
    • Publisher
      Springer-Verlag Berlin Heidelberg
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  • [Book] Encyclopedic Handbook of Integrated Optics(K.Iga and Y.Kokubun eds.)2006

    • Author(s)
      S.Kawata, Y.Inouye, H.B.Sun(分担執筆)
    • Total Pages
      507
    • Publisher
      Marcel Dekker Inc
    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2018-03-28  

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