Development of a novel ultrafast near-field optical method having spatio-temporal control functions for excitation and detection

• Project/Area Number: 18685003
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Physical chemistry
• Research Institution: Institute for Molecular Science
• Principal Investigator: IMURA Kohei Institute for Molecular Science, 光分子科学研究領域, 助教 (80342632)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000); Fiscal Year 2008: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2007: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000); Fiscal Year 2006: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
• Keywords: プラズモン / 近接場光学 / 表面増強ラマン散乱 / 超高速分光 / 波動関数 / コヒーレント制御 / 金ナノ構造体 / 近接場光学顕微鏡 / 波動関数イメージング / ナノ物質科学 / 金ナノ構造 / ポリジアセチレン / エネルギー伝播 / 動的空間構造 / プラズモンモード

Research Abstract

ナノメートルの空間分解能を実現する励起と検出の時空間を制御した時間分解イメージ手法を構築し,これをさまざまなナノ物質系の光物性研究に適用した。金ナノ構造体を用いた研究から,光励起後の波動関数の動的空間構造を可視化しその起源を明らかにした。また,局所的な励起が空間を伝搬する効果を直接とらえることに成功した。さらに,カーボンナノチューブをはじめとするナノ物質系の研究から,従来解明が困難であった基礎特性を明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Properties of photoluminescence from single gold nanorods induced by near-field two-photon excitation (2009)
  • Author(s): K. Imura, H. Okamoto
  • Journal Title: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bio-Imaging with Two-Photon Induced Luminescence from Gold Triangular Nanoplates and Nanoparticle Aggregates (2009)
  • Author(s): Y. Jiang, N. N. Horimoto, K. Imura, H. Okamoto, K. Matsui, R. Shigemoto
  • Journal Title: Adv. Mater (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Near-field optical imaging of enhanced electric fields and plasmon waves in metal nanostructures (2009)
  • Author(s): H. Okamoto, K. Imura
  • Journal Title: Prog. Surf. Sci. (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bio-Imaging with Two-Photon Induced Luminescence from Gold Triangular Nano plates and Nanoparticle Aggregates (2009)
  • Author(s): Y. Jiang, N. N. Horimoto, K. Imura, H. Okamoto, K. Matsui, R. Shigemoto
  • Journal Title: Adv. Mater. (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ultrafast photoinduced changes of eigenfunctions of localized plasmon modes in gold nanorods (2008)
  • Author(s): K. Imura, H. Okamoto
  • Journal Title: Phys. Rev. B (Rapid communication) 71 Pages: 41401-41401
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of Novel Near-Field Microspectroscopy and Imaging of Local Excitations and Wavefunctions of Nanomaterials (2008)
  • Author(s): K. Imura, H. Okamoto
  • Journal Title: Bull. Chem. Soc. Jpn 81 Pages: 659-675
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dye-fluorescence enhancement and quenching by gold nanoparticles : direct near-field microscopic observation of shape dependence (2008)
  • Author(s): N. Horimoto, K. Imura, H. Okamoto
  • Journal Title: Chem. Phys. Lett 467 Pages: 105-109
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Near-Field Raman Imaging and Electromagnetic Field Confinement in the Self-Assembled Monolayer Array of Gold Nanoparticles (2008)
  • Author(s): M. K. Hossain, T. Shimada, M. Kita jima, K. Imura, H. Okamoto
  • Journal Title: Langmuir 24 Pages: 9241-9244
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 近接場顕微分光イメージングによる貴金属微粒子のプラズモンモードの研究 (2008)
  • Author(s): 井村考平, 岡本裕巳
  • Journal Title: 表面科学 29 Pages: 336-343
  • NAID: 10021166281
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Near-Field Optical Imaging of Nanoscale Optical Fields and Plasmon Waves (2008)
  • Author(s): H. Okamoto, K. Imufa
  • Journal Title: Jpn. J. Appl. Phys 47 Pages: 6055-6062
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 近接場顕微分光イメージングによる貴金属微粒子のプラズモンモードの研究 (2008)
  • Author(s): 井村考平, 岡本裕巳
  • Journal Title: 表面科学 29(印刷中)
  • NAID: 10021166281
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Near-Field Optical Imaging of Nanoscale Optical Fields and Plasmon Waves (2008)
  • Author(s): H. Okamoto, K. Imura
  • Journal Title: Jpn. J. Appl. Phys 47(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of Novel Near-Field Microspectroscopy and Imaging of Local Excit ations and Wavfunctions of Nanomaterials (2008)
  • Author(s): K. Imura, H. Okamoto
  • Journal Title: Bull. Chem. Soc. Jpn 81(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Raman and near-field spectroscopic study on localized surface plasmon excitation from the 2D nanostructure of gold nanoparticles (2008)
  • Author(s): M.-K. Hossain, T. Shinmada, M. Kita jima, K. Imura, H. Okamoto
  • Journal Title: J. Microsc 229 Pages: 327-330
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ultrafast photoinduced changes of eigenfunctions of localized plasmon modes in gold nanorods (2008)
  • Author(s): K. Imura, H. Okamoto
  • Journal Title: Phys. Rev. B.(Rapid communication) 71
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Near-Field Study on Correlation of Localized Electric Field and Nanostructures in Monolayer Assembly of Gold Nanoparticles (2008)
  • Author(s): T. Shimada, K. Imura, M. K. Mohammad, H. Okamoto, M. Kitajima
  • Journal Title: J. Phys. Chem. C.(Letters) 112 Pages: 4033-4035
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 金微粒子におけるプラズモン波動関数と光電場の近接場イメージング (2007)
  • Author(s): 井村考平
  • Journal Title: 分子科学会誌 1
  • NAID: 130002126174
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Imaging of Optical Field Distributions and Plasmon Wavefunctions in Metal Nan oparticles (2007)
  • Author(s): H. Okamoto, K. Imura
  • Journal Title: Proc. SPIE 6642
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ultrafast near-field microscopy of single gold nanoparticles (2007)
  • Author(s): K. Imura, H. Okamoto
  • Journal Title: Proc. SPIE 6471 Pages: 647103-647103
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 金微粒子におけるプラズモン波動関数と光電場の近接場イメージング (2007)
  • Author(s): 井村考平, 岡本裕巳
  • Journal Title: Mol. Sci 1
  • NAID: 130002126174
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Visualization of localized intense optical fields in single gold-nanoparticle assemblies and ultrasensitive Raman active sites (2006)
  • Author(s): K. Imura, H. Okamoto
  • Journal Title: Nano Letters 6 Pages: 2172-2176
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 貴金属微粒子の波動関数イメージングと動的近接場分光 (2006)
  • Author(s): 井村考平,岡本裕巳
  • Journal Title: 分光研究 55 Pages: 161-171
  • NAID: 10016976792
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reciprocity in Scanning Near-Field Optical Microscopy : Illumination and Collection Modes of Transmission Measurements (2006)
  • Author(s): K.Imura, H.Okamoto
  • Journal Title: Optics Letters 31 Pages: 1474-1476
• [Journal Article] Near-Field Imaging of Optical Field and Plasmon Wavefunctions in Metal Nan oparticles (2006)
  • Author(s): H.Okamoto, K.Imura
  • Journal Title: Journal of Material Chemistry 16 Pages: 3920-3928
• [Journal Article] Visualization of Localized Intense Optical Fields in Single Gold-Nanoparticle Assemblies and Ultrasensitive Raman Active Sites (2006)
  • Author(s): K.Imura, H.Okamoto, M.K.Hossain, M.Kitajima
  • Journal Title: Nano Letters 6 Pages: 2173-2176
• [Journal Article] 貴金属微粒子の波動関数イメージングと動的近接場分光 (2006)
  • Author(s): 井村考平, 岡本裕巳
  • Journal Title: 分光研究 第55巻第3号 Pages: 161-172
  • NAID: 10016976792
• [Presentation] Static and Dynamic Near-Field Imaging / Spectroscopy of Metal Nanostructures (2009)
  • Author(s): H. Okamoto, K. Imura
  • Organizer: India-Japan Workshop on Frontiers in Molecular Snectroscouy and Theory
  • Place of Presentation: インド国, コルカタ
  • Year and Date: 2009-03-07
• [Presentation] 走査近接場光学顕微鏡を用いた金ナノ微粒子配列構造における局在光物性の研究 (2009)
  • Author(s): 島田透, 北島正弘, 井村考平, 岡本裕巳
  • Organizer: 中部地区ナノネット報告会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2009-03-05
• [Presentation] 金属ナノ構造に局在するプラズモンモードの可視化 (2009)
  • Author(s): 上野貢生, 三澤弘明, 井村考平, 岡本裕巳
  • Organizer: 中部地区ナノネット報告会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2009-03-04
• [Presentation] 近接場光学顕微鏡による局在プラズモンの研究 (2009)
  • Author(s): 井村考平, 岡本裕巳
  • Organizer: 日本顕微鏡学会走査プローブ顕微鏡分科会平成20年度研究会
  • Place of Presentation: 金沢市武蔵町14番31号ITビジネスプラザ武蔵
  • Year and Date: 2009-01-29
• [Presentation] 近接場光学顕微鏡のよる局在プラズモンの研究 (2009)
  • Author(s): 井村考平
  • Organizer: 分子科学研究会
  • Place of Presentation: 岡崎
  • Year and Date: 2009-01-23
• [Presentation] 近接場光学顕微鏡による局在プラズモンの研究 (2009)
  • Author(s): 井村考平
  • Organizer: 分子科学研究所研究会
  • Place of Presentation: 分子科学研究所
  • Year and Date: 2009-01-23
• [Presentation] 貴金属ナノ構造体の近接場顕微分光研究 (2008)
  • Author(s): 井村考平, 岡本裕巳
  • Organizer: 日本分光学会高感度表面・界面分光部会第1回シンポジウム
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所, 筑波
  • Year and Date: 2008-12-05
• [Presentation] Non-linear near-field spectroscopy and imaging of plasmonic nanomaterials (2008)
  • Author(s): 井村考平, 岡本裕巳
  • Organizer: 第八回エクストリームフォトニクス研究会
  • Place of Presentation: 愛知県, 竹島ホテル
  • Year and Date: 2008-11-11
• [Presentation] Cell imaging with two-photon induced photoluminescence from gold nanoparticles (2008)
  • Author(s): ジャンユーチャン, 堀本訓子, 井村考平, 岡本裕巳, 松井広, 重本隆一
  • Organizer: 第二回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2008-09-26
• [Presentation] Pulse compression by the use of deformable mirror for ultrafast scanning near-field optical microscope system (2008)
  • Author(s): ウーフィイジュン, 井村考平, 岡本裕巳
  • Organizer: 第二回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2008-09-25
• [Presentation] 金ナノディスクの近接場顕微分光 (2008)
  • Author(s): 井村考平,岡本裕巳,上野貢生,三澤弘明
  • Organizer: 第二回分子科学会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2008-09-24
• [Presentation] 金ナノディスクの近接場顕微分光 (2008)
  • Author(s): 井村考平, 岡本裕巳, 上野貢生, 三澤弘明
  • Organizer: 第二回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2008-09-24
• [Presentation] 金ナノヴォイド構造の近接場顕微分光 (2008)
  • Author(s): 岡本裕巳, 井村考平, キムスイル上野貢生, 三澤弘明
  • Organizer: 第二回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2008-09-24
• [Presentation] 近接場分光顕微鏡によるポリジアセチレンLB膜の二光子光重合と二光子誘起発光の研究 (2008)
  • Author(s): 坂本章, 森和彦, 井村考平, 岡本裕巳
  • Organizer: 光化学討論会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2008-09-12
• [Presentation] 円形金ナノプレートの近接場分光特性 (2008)
  • Author(s): 井村考平,岡本裕巳,上野貢生,三澤弘明
  • Organizer: 第69回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 愛知
  • Year and Date: 2008-09-04
• [Presentation] 円形金ナノプレートの近接場分光特性 (2008)
  • Author(s): 井村考平, 岡本裕巳, 上野貢生, 三澤弘明
  • Organizer: 第69回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 中部大学
  • Year and Date: 2008-09-04
• [Presentation] Nanoscale near-field imaging of enhanced optical fields in metal structures (2008)
  • Author(s): S. I. Kim, K. Imura, H. Okamoto, S. U. Kim
  • Organizer: 238th ACS National Meeting & Exposition
  • Place of Presentation: アメリカ国, ワシントンDC
  • Year and Date: 2008-08-19
• [Presentation] Nanoscale near-field imaging of enhanced optical fields in metal structures (2008)
  • Author(s): H. Okamoto, K. Imura
  • Organizer: XXII IUPAC Symposium on Photochemistry
  • Place of Presentation: スウェーデン国, イェーテボリ
  • Year and Date: 2008-07-29
• [Presentation] 近接場非線形分光法による金ナノ構造の研究 (2008)
  • Author(s): 井村考平, キムスイル, キムセウン, 岡本裕巳
  • Organizer: 第七回エクストリームフォトニクス研究会
  • Place of Presentation: 中部大学
  • Year and Date: 2008-05-15
• [Presentation] 金ナノ構造体の近接場単一微粒子分光・イメージング (2008)
  • Author(s): 井村考平,岡本裕巳,島田透,上野貢生,三澤弘明
  • Organizer: 応用物理学会春季年会
  • Place of Presentation: 船橋
  • Year and Date: 2008-03-29
• [Presentation] 金ナノ構造体の近接場単一微粒子分光・イメージング (2008)
  • Author(s): 井村考平, 岡本裕巳
  • Organizer: 応用物理学会春季年会
  • Place of Presentation: 日本大学船橋キャンパス
  • Year and Date: 2008-03-29
• [Presentation] 近接場光学顕微鏡による金ナノ微粒子低次元配列における増強電場分布 (2008)
  • Author(s): 島田 透, 井村考平, 岡本裕巳, 北島正弘
  • Organizer: 日本化学会春季年会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2008-03-26
• [Presentation] プラズモニック物質の近接場分光 (2008)
  • Author(s): 井村考平, 岡本裕巳, 島田透, 北島正弘
  • Organizer: 中部地区ナノネット報告会
  • Place of Presentation: 岡崎コンファレンスセンター
  • Year and Date: 2008-03-19
• [Presentation] 近接場顕微分光に基づく光反応場の動的可視化・制御 (2008)
  • Author(s): 井村考平, 岡本裕巳, 北島正弘, 上野貢生, 三澤弘明
  • Organizer: 第二回「光強結合場」特定領域シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京大学生産研究所
  • Year and Date: 2008-02-02
• [Presentation] Near-field optical imaging of nanoscale optical fields and plasmon waves (2007)
  • Author(s): H. Okamoto, K. Imura
  • Organizer: 14th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy(ICSPM14)
  • Place of Presentation: 静岡,熱川
  • Year and Date: 2007-12-06
• [Presentation] 金属微粒子系における局在光電場の近接場イメージング (2007)
  • Author(s): 岡本裕巳, 井村考平
  • Organizer: 日本光学会
  • Place of Presentation: 大阪大学
  • Year and Date: 2007-11-27
• [Presentation] ボイド型ナノ構造におけるプラズモン励起 (2007)
  • Author(s): 井村考平, 岡本裕巳
  • Organizer: 第六回エクストリームフォトニクス研究会
  • Place of Presentation: 愛知県,竹島ホテル
  • Year and Date: 2007-11-14
• [Presentation] 近接場分光イメージングによる貴金属微粒子の表面プラズモンの研究 (2007)
  • Author(s): 井村考平, 岡本裕巳
  • Organizer: 日本分光学会年会
  • Place of Presentation: 東京工業大学,大岡山
  • Year and Date: 2007-11-08
• [Presentation] 近接場顕微分光に基づく光反応場の動的可視化・制御 (2007)
  • Author(s): 岡本裕巳, 井村考平, 北島正弘
  • Organizer: 第一回「光強結合場」特定領域シンポジウム
  • Place of Presentation: 学士会館
  • Year and Date: 2007-10-02
• [Presentation] 金ナノ微粒子単層膜における局在電場とナノ微粒子配列構造との関係 (2007)
  • Author(s): 島田 透, 井村考平, 北島正弘, 岡本裕巳
  • Organizer: 日本化学会 第一回関東支部大会
  • Place of Presentation: 首都大学東京
  • Year and Date: 2007-09-27
• [Presentation] Near-field imaging of optical fields and plasmon wavefunctions in metalnanoparticles (2007)
  • Author(s): H. Okamoto, K. lmura
  • Organizer: The Colloquium Spectroscopicum Internationale XXXV(35th International Conference on Spectroscopy)
  • Place of Presentation: Xiamen, China
  • Year and Date: 2007-09-25
• [Presentation] 近接場顕微分光法の高度化 (2007)
  • Author(s): 井村考平,岡本裕巳
  • Organizer: 第一回分子科学会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2007-09-18
• [Presentation] 近接場顕微分光法の高度化 (2007)
  • Author(s): 井村考平, 岡本裕巳
  • Organizer: 第一回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 東北大学川内キャンパス
  • Year and Date: 2007-09-18
• [Presentation] 金ナノ構造体の近接場分光 (2007)
  • Author(s): 井村考平, 岡本裕巳, 上野貢生, 三澤弘明
  • Organizer: 第一回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 東北大学川内キャンパス
  • Year and Date: 2007-09-18
• [Presentation] 近接場分光顕微鏡によるポリジアセチレンLB膜の二光子光重合と二光子蛍光の研究 (2007)
  • Author(s): 坂本 章, 森 和彦, 井村考平, 岡本 裕巳
  • Organizer: 第一回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 東北大学川内キャンパス
  • Year and Date: 2007-09-17
• [Presentation] 金微粒子単層膜における局在電場と構造の関係 (2007)
  • Author(s): 島田 透, 井村考平, 北島正弘, 岡本裕巳
  • Organizer: 応用物理学会秋季年会
  • Place of Presentation: 北海道工業大学
  • Year and Date: 2007-09-07
• [Presentation] Plasmonics: Nanoimaging, Nanofabrication, and their Applications III (2007)
  • Author(s): H. Okamoto, K. lmura
  • Organizer: SPIE Optics & Photonics 2007
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2007-08-28
• [Presentation] 近接場光学顕微鏡による金ナノ微粒子単層膜のイメージング (2007)
  • Author(s): 島田 透, 井村考平, 北島正弘, 岡本裕巳
  • Organizer: ナノフォトニクス研究会
  • Place of Presentation: 神戸大学
  • Year and Date: 2007-07-14
• [Presentation] Near-field imaging of electric fields in two-dimensional nanostructures of gold nanoparticles (2007)
  • Author(s): T. Shimada, MK. Hossain, M. Kitajiama, K. lmura, H. Okamoto
  • Organizer: Third International Conference on Surface Plasmon Photonics
  • Place of Presentation: Dijon, France
  • Year and Date: 2007-04-17
• [Presentation] 金属ナノ構造のプラズモンモード (2007)
  • Author(s): 井村考平, 岡本裕巳, 上野貢生, 三澤弘明
  • Organizer: 第五回エクストリームフォトニクス研究会
  • Place of Presentation: 理化学研究所
  • Year and Date: 2007-04-17
• [Presentation] Y. C. Kim,D. H. Jeong,銀ナノワイヤーにおける二光子誘起発光とプラズモンモードイメージ (2007)
  • Author(s): 井村考平,岡本裕巳
  • Organizer: 応用物理学会春季年会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-03-29
• [Presentation] 近接場分光イメージングの新手法の開拓とナノ物質の局所励起と波動関数の研究 (2007)
  • Author(s): 井村考平
  • Organizer: 日本化学会春季年会(招待講演)
  • Place of Presentation: 吹田
  • Year and Date: 2007-03-25
• [Remarks] 2007年7月31日ナノの領域に閉じ込められた光の姿をイメージング
  • URL: http://www.ims.ac.jp/topics/2007/070731.html
• [Remarks] 2007年4月23日近接場イメージングによる貴金属微粒子の表面プラズモンの研究(井村考平助教)
  • URL: http://www.ims.ac.jp/topics/2006/070313_2.html
• [Remarks] 2007年3月13日「近接場分光イメージングの新手法の開拓とナノ物質の局所励起と波動関数の研究」(井村考平助手)
  • URL: http://www.ims.ac.jp/topics/2006/070313_2.html
• [Remarks] 2007年4月23日近接場イメージングによる貴金属微粒子の表面プラズモンの研究
  • URL: http://www.ims.ac.jp/topics/2006/070313_2.html
• [Remarks] 2007年7月31日ナノの領域に閉じ込められた光の姿をイメージング
  • URL: http://www.ims.ac.jp/topics/2007/070731.html