Large enhancement of nonlinear optical response in nanometersized composite systems

• Project/Area Number: 19340081
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Condensed matter physics I
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: NAKAMURA Arao Nagoya University, 大学院・工学研究科, 教授 (50159068)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): KISHIDA Hideo 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (40311633)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥19,370,000 (Direct Cost: ¥14,900,000、Indirect Cost: ¥4,470,000); Fiscal Year 2008: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2007: ¥14,820,000 (Direct Cost: ¥11,400,000、Indirect Cost: ¥3,420,000)
• Keywords: 光物性 / 分子性固体 / カーボンナノチューブ / レーザー分光 / 三次光学非線形性 / ナノチューブ / 非線形光学現象 / 非線形光学応答 / 電場変調分光 / 励起子

Research Abstract

カーボンナノチューブとその複合系および金属ナノ粒子の3次非線形光学応答の巨大化とそのメカニズム解明の研究を行った.単層カーボンナノチューブでは、一次元的な構造に特徴的な電子状態に共鳴して非線形性が増大することが明らかになった.さらに、C84フラーレンをナノチューブに内包させると、さらに非線形性が増大することを初めて明らかにした.また、金属ナノ粒子の場合、そのサイズを変えることによって光学非線形性の起源が、金属電子による表面プラズモン効果から分子的な性質である量子サイズ効果へクロスオーバーすることがわかった.

Research Products

• [Journal Article] Third-order nonlinear optical response in double-walled carbon nanotubes (2009)
  • Author(s): A. Nakamura, N. Hikosaka, S. Imamura, Y. Takahashi, H. Ago, H. Kishida
  • Journal Title: J. Lumin (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Third-Order Nonlinear Optical Response in Double-Walled Carb on Nanotubes (2009)
  • Author(s): A. Nakamura
  • Journal Title: J. Lumin. (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct observation of dark excitons in micelle-wrapped single-wall carbon nanotubes (2008)
  • Author(s): H. Kishida, Y. Nagasawa, S. Imamura, A. Nakamura
  • Journal Title: Phys. Rev. Lett. 100
  • NAID: 120001151510
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Resonant enhancement of third-order optical nonlinearities in single-walled carbon nanotubes (2008)
  • Author(s): Y. Takahashi, S. Imamura, H. Kishida, A. Nakamura
  • Journal Title: J. Lumin 128 Pages: 1019-1021
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Resonant enhancement of third-order optical nonlinearities in single-walled carbon nanobutes (2008)
  • Author(s): Y. Takahashi, S. Imamura
  • Journal Title: Journal of Luminescence 128 Pages: 1019-1021
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct observation of dark excitons in micelle-wrapped single-wall carbon nanotubes (2008)
  • Author(s): H. Kishida, Y. Nagasawa
  • Journal Title: Physical Review Letters 100
  • NAID: 120001151510
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] One-dimensional characteristics of third-order nonlinear optical response in single-walled carbon nanotubes (2007)
  • Author(s): A. Nakamura, Y. Takahashi, S. Imamura, H. Kishida, Y. Hamanaka
  • Journal Title: AIP Conc. Prc. 893 Pages: 1011-1012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] One-dimensional characteristics of third-order nonlinear optical response in single-walled carbon nanotubes (2007)
  • Author(s): A. Nakamura, Y. Takahashi
  • Journal Title: AIP Conf. Proc. 893 Pages: 1011-1012
  • Peer Reviewed
• [Presentation] C_<84>ピーポッドのフェムト秒非線形光学応答 (2009)
  • Author(s): 細岡大介、小山剛史、岸田英夫、安坂幸師、齋藤弥八、中村新男、大嶋哲、斎藤毅
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2009-03-30
• [Presentation] C_<84>ピーポツドのフェムト秒非線形光学応答 (2009)
  • Author(s): 細岡犬介
  • Organizer: 2009年日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 立教大学
• [Presentation] 酸化処理をしたPAMAMデンドリマーの励起・発光スペクトル (2008)
  • Author(s): 平林裕貴、岸田英夫、中村新男
  • Organizer: 日本物理学会秋季大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2008-09-21
• [Presentation] 共鳴励起下における二層カーボンナノチューブの非線形光学応答II (2008)
  • Author(s): 彦坂直輝、今村禎允、高橋佳久、吾郷浩樹、小山剛史、岸田英夫、中村新男
  • Organizer: 日本物理学会秋季大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2008-09-20
• [Presentation] ミセル化単層カーボンナノチューブの配向薄膜における電場変調分光II (2008)
  • Author(s): 長澤嘉明、岸田英夫、中村新男
  • Organizer: 日本物理学会秋季大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2008-09-20
• [Presentation] フラーレンピーポッドのフェムト秒非線形光学応答 (2008)
  • Author(s): 細岡大介, 前田章亘, 小山剛史, 岸田英夫, 安坂幸師, 齊藤弥八, 中村新男, 大嶋哲, 斎藤毅
  • Organizer: 日本物理学会秋季大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2008-09-20
• [Presentation] 単層カーボンナノチューブの3次非線形感受率のカイラル角依存性 (2008)
  • Author(s): 高橋佳久、岸田英夫、中村新男
  • Organizer: 日本物理学会秋季大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2008-09-20
• [Presentation] Nonlinear optical response in single-walled carbon nanotubes under resonant excitation conditions (2008)
  • Author(s): Y. Takahashi, H. Kishida, A. Nakamura
  • Organizer: 第29回半導体物理学国際会議(ICPS'08)
  • Place of Presentation: Riocentro(リオデジャネイロ市、ブラジル)
  • Year and Date: 2008-07-29
• [Presentation] Third-order nonlinear optical response in double-walled carbon nanotubes (2008)
  • Author(s): A. Nakamura, N. Hikosaka, S. Imamura, Y. Takahashi, H. Ago, H. Kishida
  • Organizer: 第15回固体のルミネセンスと分光に関する国際会議(ICL'08)
  • Place of Presentation: リヨン大学(リヨン市、フランス)
  • Year and Date: 2008-07-07
• [Presentation] Third-order optical nonlinearities of metal nanoparticles in the size range of 1-17 nm (2008)
  • Author(s): K. Fukagawa, Y. Hamanaka, Y. Tai, J. Murakami, A. Nakamura
  • Organizer: 第15回固体のルミネセンスと分光に関する国際会議(ICL'08)
  • Place of Presentation: リヨン大学(リヨン市、フランス)
  • Year and Date: 2008-07-07
• [Presentation] フラーレンピーポッドの圧力下におけるラマン散乱 (2008)
  • Author(s): 劉暁峻, 前田章亘, 岸田英夫, 中村新男, 大嶋哲, 斎藤毅
  • Organizer: 日本物理学会第63回年次大会
  • Place of Presentation: 近畿大学
  • Year and Date: 2008-03-25
• [Presentation] ミセル化単層カーボンナノチューブの配向薄膜における電場変調分光 (2008)
  • Author(s): 長澤嘉明, 岸田英夫, 中村新男
  • Organizer: 日本物理学会第63回年次大会
  • Place of Presentation: 近畿大学
  • Year and Date: 2008-03-25
• [Presentation] 共鳴励起下における二層カーボンナノチューブの非線形光学応答 (2008)
  • Author(s): 彦坂直輝、今村禎允、高橋佳久、吾郷浩樹、岸田英夫、中村新男
  • Organizer: 日本物理学会第63回年次大会
  • Place of Presentation: 近畿大学
  • Year and Date: 2008-03-25
• [Presentation] 共鳴励起下における単層カーボンナノチューブの非線形光学応答II (2008)
  • Author(s): 高橋佳久, 前田章亘, 岸田英夫, 中村新男
  • Organizer: 日本物理学会第63回年次大会
  • Place of Presentation: 近畿大学
  • Year and Date: 2008-03-25
• [Presentation] Third-order optical nonlinearities of metal nanoparticles in the size range of 1-17 nm (2008)
  • Author(s): A. Nakamura
  • Organizer: 第15回固体のルミネセンスと分光に関する国際会議ICL'08
  • Place of Presentation: リヨン大学(リヨン市、フランス)
• [Presentation] Third-order nonlinear optical response in double-walled carbon nanotube (2008)
  • Author(s): A. Nakamura
  • Organizer: 第15回固体のルミネセンスと分光に関する国際会議ICL'08
  • Place of Presentation: リヨン大学(リヨン市、フランス)
• [Presentation] Nonlinear optical response in single-walled carbon nanotubes under resonant excitation conditions (2008)
  • Author(s): A. Nakamura
  • Organizer: 2008年第29回半導体物理学国際会議 ICPS'08
  • Place of Presentation: Riocentro (リオデジャネイロ市、ブラジル)
• [Presentation] 単層カーボンナノチューブの3次非線形感受率のカイラル角依存性 (2008)
  • Author(s): 高橋佳久
  • Organizer: 2008年日本物理学会秋季大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
• [Presentation] 酸化処理をしたPAMAMデンドリマーの励起・発光スペクトル (2008)
  • Author(s): 平林裕貴
  • Organizer: 2008年日本物理学会秋季大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
• [Presentation] フラーレンピーポツドのフェムト秒非線形光学応答 (2008)
  • Author(s): 細岡大介
  • Organizer: 2008年日本物理学会秋季大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
• [Presentation] ミセル化単層カーボンナノチューブの配向薄膜における電場変調分光II (2008)
  • Author(s): 長澤嘉明
  • Organizer: 2008年日本物理学会秋季大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
• [Presentation] 共鳴励起下における二層カーボンナノチューブの非線形光学応答II (2008)
  • Author(s): 彦坂直輝
  • Organizer: 2008年日本物理学会秋季大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
• [Presentation] C_70ピーポッドのフェムト秒非線形光学応答 (2007)
  • Author(s): 前田章亘, 高橋佳久, 岸田英夫, 安坂幸師, 齊藤弥八, 中村新男, 大嶋哲, 斎藤毅
  • Organizer: 日本物理学会第62回年次大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-21
• [Presentation] ミセル化単層カーボンナノチューブの電場変調分光II (2007)
  • Author(s): 岸田英夫, 長澤嘉明, 今村禎允, 中村新男
  • Organizer: 日本物理学会第62回年次大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-21
• [Presentation] ミセル化単層カーボンナノチューブの電場変調分光I (2007)
  • Author(s): 長澤嘉明, 岸田英夫, 今村禎允, 中村新男
  • Organizer: 日本物理学会第62回年次大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-21
• [Presentation] 共鳴励起下における単層カーボンナノチューブの非線形光学応答 (2007)
  • Author(s): 高橋佳久, 前田章亘, 濱中泰, 岸田英夫, 中村新男
  • Organizer: 日本物理学会第62回年次大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-21
• [Presentation] C_<70>ピーポッドのフェムト秒非線形光学応答 (2007)
  • Author(s): 前田章亘, 高橋佳久, 岸田英夫
  • Organizer: 日本物理学会第62回年次大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-21
• [Book] 金属ナノ・マイクロ粒子の形状・構造制御技術 (2009)
  • Author(s): 中村新男(分担執筆)
  • Total Pages: 12
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Remarks]
  • URL: http://www-nano.nuap.nagoya-u.ac.jp/