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金属ギャップ間のホットサイトを利用したプラズモニック非線形光学効果

Research Project

Project/Area Number 20043024
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

岡本 敏弘  The University of Tokushima, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 助教 (60274263)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 原口 雅宣  徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (20198906)
福井 萬壽夫  徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (70035632)
Project Period (FY) 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2008: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywords局在表面プラズモン / 金属ギャップ / 非線形光学効果 / 第二高調波 / 光カー効果 / KTP / GaAs / 金
Research Abstract

金属ダイマーのナノギャップで生じる局在表面プラズモン(LSP)励起による電界増強効果を利用し、その周辺に配置した2次や3次非線形光学材料によって生じる第二高調波(SH波)や光カー効果の低入力パワー動作を実験的に証明するために次のことを行った。
1. 非線形光学効果を有する光一分子強結合反応場の作製
本特定領域研究内の微細加工グループの協力のもと、2次非線形光学材料のKTP基板、3次非線形光学材料のGaAs基板上に、金ダイマーをEBリソグラフィ技術で作製した。FE-SEM観察により、1辺80nm〜200nmの金ブロックのギャップ幅が5nm程度であることを確認した。また、顕微分光光学系を用いて1個の金ダイマーからの散乱光スペクトルを観測し、サイズの違いに応じたプラズモン共鳴スペクトルとなることを確認した。
2. 非線形光学特性の実験評価
波長900nmのチタンサファイアレーザ光(パルス幅100fs, 繰返し周波数82MHz)を入射光とし、暗視野顕微分光光学系を用いて、KTP基板上の金ダイマー1個で生じたSH波を観測した。SH波強度の金ダイマーの有無による違い、偏光依存性、サイズ依存性から、金ギャップ近傍のKTP内で励起されたLSPによる強い光電界によってSH波が生じたものと考えられる。しかし、基板と金の接触力を高めるために用いられている厚さ数nmのクロム層の存在により、金ダイマーのギャップとKTP基板との距離が離れてしまうことや、クロム層での光吸収があることが原因で、KTP基板内での光電界増強度が十分高められない問題があることが分かった。

Report

(1 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2009 2008

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Nonlinear Optical Response of a CdS-Coated Ag Particle2008

    • Author(s)
      Toshihiro Okamoto, et.al.
    • Journal Title

      Applied Physics Express 1

    • NAID

      10025080907

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 金属ダイマーの電場増強効果を用いた非線形光学効果2009

    • Author(s)
      岡本敏弘, 他
    • Organizer
      第56回応用物理学会学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      2009-03-30
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

URL: 

Published: 2008-04-01   Modified: 2018-03-28  

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