| Project/Area Number |
20043022
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
林 真至 Kobe University, 工学研究科, 教授 (50107348)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 稔 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (00273798)
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| Project Period (FY) |
2008
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2008)
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| Budget Amount *help |
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
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| Keywords | 蛍光増強 / ガス中蒸発法 / Si微粒子 / GaP微粒子 / 色素分子 / 電場増強 |
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| Research Abstract |
従来は、金属のナノ構造を用いて、表面プラズモン励起に伴う局所電場増強を使うことにより、表面増強ラマン散乱や蛍光増強が達成されていた。ところが、蛍光増強の場合、励起分子が金属表面の極く近傍に位置するとき、エネルギー移動によって蛍光が失活するという難点があった。本研究は、そのような難点を克服し、蛍光増強の新しい場を提供するため、非金属ナノ構造による失活なしの蛍光増強を実現することを目的としている。
本年度は、先ず非金属ナノ構造でも電場増強が可能か否かを明らかにするため、Mie散乱の理論から導かれる近接場増強度を、種々の物質の球形粒子について見積もった。その結果、半導体のGaP及びSiが高い増強度を示し、有力な候補物質であることが判明した。非金属微粒子には、表面プラズモン励起は存在しない。しかしこのような電場増強が得られるのは、微粒子の電磁気的な固有振動が励起されるためであり、今回の計算で予言された増強は、微粒子のTE_1,TM_1モードの励起によるものである。
実験では、ガス中蒸発法により、MgO、ZnO、MoO_3、WO_3、GaPの微粒子層を作製し、その上にDCM又はrhodamine Bの色素分子層を堆積し、蛍光測定を行った。いずれの微粒子層についても、増強度の大小はあるものの、蛍光増強が観測された。特に、GaP微粒子層上に種々の膜厚のrhodamine B層を堆積し増強度を測定したところ、膜厚の減少とともに増強度が増大し、最大で140倍の増強度が得られた。これは、非金属微粒子表面で、失活なしの蛍光増強が実際に生じることを示している。
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