• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Non-resonant enhancement of infrared absorption by metal nano-periodic arrays

Research Project

Project/Area Number 18H01998
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
Research InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

Shimada Toru  弘前大学, 教育学部, 准教授 (40450283)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 長谷川 健  京都大学, 化学研究所, 教授 (30258123)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2018: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
Keywords表面増強赤外吸収 / 非共鳴増強機構 / 多角入射分解分光法 / ナノ周期配列 / リソグラフィー / ナノ構造 / 周期配列 / 金属ナノ構造 / 増強機構 / 高感度計測
Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to clarify the non-resonant enhancement of infrared absorption by metallic nano-periodic arrays. The original plan was to develop a large-area fabrication method for metallic nano-periodic arrays at the University of Tokyo, but due to restrictions imposed by the spread of infectious diseases, the research proceeded using semiconductor nano-periodic arrays (line and space structures), for which a fabrication method had already been successfully developed, as the enhancement substrate. The multiple-angle incidence resolution spectrometry (MAIRS), which was introduced in this study, revealed that absorption enhancement occurs in the infrared light polarized perpendicular to the structure.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

金属のナノ構造や荒れた金属表面に吸着した分子の赤外線の吸収が増強される表面増強赤外吸収は、微量成分の高感度計測に増強効果を活用することが期待されている。赤外吸収の増強はこれまで金属のナノ構造表面で起こるものと考えられてきたが、本研究により半導体の周期配列構造においても起こることが明らかなった。金属の存在により表面増強赤外吸収(SEIRA)の適用が制限されていた研究領域にもSEIRAを展開する端緒となることが期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Local enhanced site in surface enhanced infrared absorption with gold nano particle array by Rigorous coupled-wave analysis2020

    • Author(s)
      Mitobe Daichi、Suzuki Yushi、Shimada Toru
    • Journal Title

      Journal of Physics Communications

      Volume: 4 Issue: 11 Pages: 115009-115009

    • DOI

      10.1088/2399-6528/abc9d6

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Determination of pH Dependent Structures of Thymol Blue Revealed by Cooperative Analytical Method of Quantum Chemistry and Multivariate Analysis of Electronic Absorption Spectra2019

    • Author(s)
      Toru Shimada, Kurumi Tochinaia, Takeshi Hasegawa
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 92 Issue: 10 Pages: 1759-1766

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190118

    • NAID

      130007728630

    • ISSN
      0009-2673, 1348-0634
    • Year and Date
      2019-10-15
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Maximum size limit of Au nanoparticle applicable for surface enhanced infrared absorption2019

    • Author(s)
      Yuta Ishigo · Hiroshi Nakashima · Masamichi Tsushima · Toru Shimada · Yushi Suzuki
    • Journal Title

      Applied Physics A

      Volume: 125 Issue: 12 Pages: 863-863

    • DOI

      10.1007/s00339-019-3140-5

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simulation of Enhanced Infrared Absorption Spectra by Rigorous Coupled Wave Analysis2019

    • Author(s)
      Yushi Suzuki, Yuta Ishigo, Masamichi Tsushima, Hiroshi Nakashima, Toru Shimada
    • Journal Title

      Materials Research Express

      Volume: 6

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] シリコン表面ナノ構造におけるポリアクリル酸薄膜の赤外吸収増強2022

    • Author(s)
      島田 透、生田咲智、鈴木裕史、塩谷 暢貴、下赤卓史、長谷川 健
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 厳密結合波解析による金属角柱配列における光学キャビティ効果の検証2021

    • Author(s)
      水戸部大地、島田 透、鈴木裕史
    • Organizer
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸塩基指示薬の色と構造の関係2021

    • Author(s)
      島田 透
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ブロモチモールブルーおよびチモールブルー溶液が示す色と分子構造の関係2021

    • Author(s)
      島田 透
    • Organizer
      2021年度化学系学協会東北大会 化学教育研究協議会東北大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 厳密結合波解析による表面増大赤外吸収における増大場分布の調査2020

    • Author(s)
      水戸部大地、島田 透、鈴木裕史
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] チモールブルーとブロモチモールの色変化の比較2020

    • Author(s)
      島田 透
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report 2019 Annual Research Report
  • [Presentation] シリコンのラインアンドスペース構造における表面増強赤外吸収2020

    • Author(s)
      島田 透、生田咲智、鈴木裕史、下赤卓史、長谷川 健
    • Organizer
      日本表面真空学会 東北北海道支部学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 可視吸収分光法および量子化学計算を用いたチモールブルーの分子構造解析2019

    • Author(s)
      島田 透、栩内胡桃、長谷川 健
    • Organizer
      平成31年度 日本分光学会年次講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 厳密結合波解析による表面増大赤外吸収における物理的表面第一層効果の検証2019

    • Author(s)
      水戸部大地、島田 透、鈴木裕史
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸塩基指示薬チモールブルーの分子構造解析2019

    • Author(s)
      島田 透、栩内胡桃、長谷川 健
    • Organizer
      2019年度化学系学協会東北大会 化学教育研究協議会東北大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] シリコンナノ溝構造における表面増強赤外吸収2019

    • Author(s)
      島田 透、生田咲智、鈴木裕史、下赤卓史、長谷川 健
    • Organizer
      2019年日本表面真空学会学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 量子化学計算を利用したチモールブルーの分子構造決定2019

    • Author(s)
      島田 透、栩内胡桃、長谷川 健
    • Organizer
      日本理科教育学会 第58回東北支部大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Surface-Enhanced Infrared Absorption in Periodic Nanostructures2019

    • Author(s)
      Toru Shimada
    • Organizer
      Frontier of Surface Analysis by Advanced Vibrational Spectroscopy
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The thickness control of organic thin films for the evaluation of surface enhanced infrared absorption2019

    • Author(s)
      生田咲智、鈴木裕史、島田 透
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 水素イオン指数に応じたチモールブルー分子構造の決定2019

    • Author(s)
      島田 透、栩内胡桃、長谷川 健
    • Organizer
      日本化学会第99春季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸塩基指示薬ブロモチモールブルーの色と分子構造2018

    • Author(s)
      島田 透
    • Organizer
      京都化学者クラブ
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 可視吸収分光の新展開-ケモメトリックス法を用いたスペクトル解析-2018

    • Author(s)
      島田 透
    • Organizer
      黒田・太田シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ブロモチモールブルー溶液に塩化ナトリウムを加えたときの色変化2018

    • Author(s)
      島田 透
    • Organizer
      平成30年度 日本分光学会年次講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Book] 図説 表面分析ハンドブック2021

    • Author(s)
      日本表面真空学会
    • Total Pages
      576
    • Publisher
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254201703
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi