Ultraviolet plasmonic metamaterials

• Project/Area Number: 22246011
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Applied optics/Quantum optical engineering
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: TANAKA Takuo 独立行政法人理化学研究所, 田中メタマテリアル研究室, 准主任研究員 (40283733)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): KUBO Wakana 独立行政法人理化学研究所, 田中メタマテリアル研究室, 基礎科学特別研究員 (10455339)
• Project Period (FY): 2010-05-31 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥47,320,000 (Direct Cost: ¥36,400,000、Indirect Cost: ¥10,920,000); Fiscal Year 2012: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2011: ¥13,780,000 (Direct Cost: ¥10,600,000、Indirect Cost: ¥3,180,000); Fiscal Year 2010: ¥27,300,000 (Direct Cost: ¥21,000,000、Indirect Cost: ¥6,300,000)
• Keywords: メタマテリアル / プラズモニクス / プラズモン共鳴 / 紫外 / ナノ構造 / リソグラフィー / ナノ加工 / 紫外線 / 可視光 / 共振器 / リソグラフィ / 紫外プラズモニックメタマテリアル / プラズモン / 金属ナノ構造体 / 微細加工 / 表面プラズモン / 金属ナノ構造 / 厳密結合波理論 / 有限要素法

Research Abstract

In this research project, we have successfully fabricated the aluminum nano-pillar array structure on the glass substrate using nano-coating lithography technique. We have already confirmed experimentally that the fabricated Al nano-pillar array could support the surface plasmon resonance at the ultraviolet wavelength region. We also found that a few nanometer anisotropy of chemically synthesized gold nanoparticles induces blue shift of plasmonic resonance. The unprecedented optical phenomenon that the Al thin film with nanometer hole array structure showed higher reflectivity than the flat Al thin film was discovered.

Research Products

• [Journal Article] Blue shift of plasmonic resonance induced by nanometer scale anisotropy of chemically synthesized gold nanospheres (2013)
  • Author(s): Ryoko Watanabe-Tamaki, Atsushi Ishikawa, and Takuo Tanaka
  • Journal Title: Applied Physics Letters Volume: 102 Issue: 4 Pages: 43110-43110
  • DOI: 10.1063/1.4790291
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Three-Dimensional Plasmonic Metamaterials and Their Fabrication Techniques (2013)
  • Author(s): Atsushi Ishikawa and Takuo Tanaka
  • Journal Title: IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics Volume: 19 Issue: 3 Pages: 4700110-4700110
  • DOI: 10.1109/jstqe.2012.2222019
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetic assembly of gold core-shell necklace resonators (2012)
  • Author(s): K. Aoki, K. Furusawa, and T. Tanaka
  • Journal Title: Applied Physics Letters Volume: 100 Issue: 18 Pages: 181106-181106
  • DOI: 10.1063/1.4706254
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Two-photon fabrication of three-dimensional metallic nanostructures for plasmonic metamaterials (2012)
  • Author(s): A. Ishikawa
  • Journal Title: J. Laser Micro/Nanoengineering Volume: 7 Issue: 1 Pages: 11-15
  • DOI: 10.2961/jlmn.2012.01.0002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Two-Photon Fabrication of Three-Dimensional Metallic Nanostructures for Plasmonic Metamaterials (2012)
  • Author(s): 石川篤、田中拓男
  • Journal Title: Journal of Laser Micro/Nanoengineering Volume: 7 Pages: 11-15
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Generation of broadband longitudinal fields for applications to ultrafast tip-enhanced near-field microscopy (2011)
  • Author(s): K.Furusawa, N.Hayazawa, T.Okamoto, T.Tanaka, S.Kawata
  • Journal Title: Optics Express Volume: 19 Issue: 25 Pages: 25328-25336
  • DOI: 10.1364/oe.19.025328
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Two-photon Recording and Plasmon-Enhanced Read-Out of Three-Dimensional Optical Disk with Ten Recording Layers (2011)
  • Author(s): Takuo Tanaka
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics Volume: 50 Issue: 9S1 Pages: 902-902
  • DOI: 10.1143/jjap.50.09mg02
  • NAID: 210000071256
  • Peer Reviewed
• [Presentation] プラズモニック・メタマテリアルの作り方 (2013)
  • Author(s): 田中拓男
  • Organizer: 表面科学技術研究会2013光の常識を覆すものづくり-ナノ表面と光の相互作用-
  • Place of Presentation: 神戸大学瀧川記念学術交流会館,兵庫
  • Year and Date: 2013-01-22
• [Presentation] 金ナノピラー配列構造を利用した有機薄膜太陽電池 (2012)
  • Author(s): 久保若奈, 田中拓男
  • Organizer: 第73回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 2012-09-14
• [Presentation] 石英基板に固定した金ナノ粒子のプラズモン共鳴吸収とその入射角依存性 (2012)
  • Author(s): 玉木亮子, 石川篤, 田中拓男(講演は田中拓男)
  • Organizer: 第73回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 2012-09-13
• [Presentation] 光メタマテリアルをめざして (2012)
  • Author(s): 田中拓男
  • Organizer: 電気学会フォトスピントロ三クス委員会
  • Place of Presentation: 日本大学,お茶の水
  • Year and Date: 2012-07-27
• [Presentation] 光メタマテリアル (2012)
  • Author(s): 田中拓男
  • Organizer: 大阪科学技術センターフォトニクス技術フォーラム次世代光学素子研究会
  • Place of Presentation: 大阪科学技術センター,大阪
  • Year and Date: 2012-07-18
• [Presentation] 光メタマテリアル (2012)
  • Author(s): 田中拓男
  • Organizer: 電子情報通信学会次世代ナノ技術に関する時限研究専門研究会材料デバイスサマーミーティング2012
  • Place of Presentation: 機械振興会館,東京
  • Year and Date: 2012-06-22
• [Presentation] プラズモニック・メタマテリアル~光を自由に操る新材料~ (2012)
  • Author(s): 田中拓男
  • Organizer: 三鷹ネットワーク大学科学宅配塾企画協力講座 "大人のための先端科学講座"
  • Place of Presentation: 三鷹,東京
  • Year and Date: 2012-06-21
• [Presentation] Towards three- dimensional isotropic metamaterials (2012)
  • Author(s): T. Tanaka
  • Organizer: 4th International Conference on Smart Materials, Structures and Systems (CIMTEC 2012)
  • Place of Presentation: Montecatini Terme, Italy
  • Year and Date: 2012-06-10
• [Presentation] Self- organized assembly of three- dimensional metamaterials (2012)
  • Author(s): T. Tanaka and K. Aoki
  • Organizer: 6th International Conference on Nanophotonics (ICNP2012)
  • Place of Presentation: Peking University, Beijin, China
  • Year and Date: 2012-05-28
• [Presentation] Self-organized assembling of three-dimensional plasmonic metamaterials (2012)
  • Author(s): T. Tanaka
  • Organizer: The 3rd International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics (META'12)
  • Place of Presentation: Paris, France
  • Year and Date: 2012-04-19
• [Presentation] Three-dimensional plasmonic metamaterials (2011)
  • Author(s): T. Tanaka
  • Organizer: International Symposium on Advanced Nanodevices and Nanotechnology 2011
  • Place of Presentation: アメリカ合衆国ハワイ
  • Year and Date: 2011-12-04
  • Invited
• [Presentation] Three-dimensional plasmonic metamaterials (2011)
  • Author(s): 田中拓男
  • Organizer: International Symposium on Advanced Nanodevices and Nanotechnology 2011
  • Place of Presentation: アメリカ合衆国ハワイ州(招待講演)
  • Year and Date: 2011-12-04
• [Presentation] Magnetic assembly of three-dimensional metamaterials (2011)
  • Author(s): 田中拓男、青木画奈
  • Organizer: Magnetics and Optics Research International Symposium 2011
  • Place of Presentation: オランダナイネーメン
  • Year and Date: 2011-06-22
  • Invited
• [Presentation] Magnetic assembly of three-dimensional metamaterials (2011)
  • Author(s): 田中拓男、青木画奈
  • Organizer: Magnetics and Optics Research International Symposium 2011
  • Place of Presentation: オランダナイネーメン(招待講演)
  • Year and Date: 2011-06-22
• [Presentation] Towards three-dimensional metamaterials (2011)
  • Author(s): 田中拓男
  • Organizer: The 10th Sweden-Japan Workshop on Quantum Nanophysics and Nanoelectronics
  • Place of Presentation: スウェーデンビスビィー
  • Year and Date: 2011-06-15
• [Presentation] Towards three-dimensional metamaterials (2011)
  • Author(s): 田中拓男
  • Organizer: The 10th Sweden-Japan Workshop on Quantum Nanophysics and Nanoelectronics
  • Place of Presentation: スウェーデンビスビィー(招待講演)
  • Year and Date: 2011-06-15
• [Presentation] Au Double Nanopillars with Nanogap for Plasmonic Sensor (2011)
  • Author(s): 久保若奈、田中拓男、藤川茂紀
  • Organizer: The 5th International Conference on Surface Plasmon Photonics
  • Place of Presentation: 韓国釜山
  • Year and Date: 2011-05-17
• [Presentation] Self-organized assembly of three-dimensional metamaterials
  • Author(s): Takuo Tanaka and Kanna Aoki
  • Organizer: 6th International Conference on Nanophotonics (ICNP2012)
  • Place of Presentation: Peking University, Beijin, China
  • Invited
• [Presentation] Self-organized assembling of three-dimensional plasmonic metamaterials
  • Author(s): Takuo Tanaka
  • Organizer: The 3rd International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics (META'12)
  • Place of Presentation: Paris, France
  • Invited
• [Presentation] Towards three-dimensional isotropic metamaterials
  • Author(s): Takuo Tanaka
  • Organizer: 4th International Conference on Smart Materials, Structures and Systems (CIMTEC 2012)
  • Place of Presentation: Montecatini Terme, Italy
  • Invited
• [Presentation] 石英基板に固定した金ナノ粒子のプラズモン共鳴吸収とその入射角依存性
  • Author(s): 玉木亮子, 石川篤, *田中拓男 （講演は田中拓男）
  • Organizer: 第73回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Invited
• [Presentation] 光メタマテリアル
  • Author(s): 田中拓男
  • Organizer: 電子情報通信学会 次世代ナノ技術に関する時限研究専門研究会 材料デバイスサマーミーティング2012
  • Place of Presentation: 機械振興会館, 東京
  • Invited
• [Presentation] 光メタマテリアル
  • Author(s): 田中拓男
  • Organizer: 大阪科学技術センター フォトニクス技術フォーラム 次世代光学素子研究会
  • Place of Presentation: 大阪科学技術センター, 大阪
  • Invited
• [Presentation] 光メタマテリアルをめざして
  • Author(s): 田中拓男
  • Organizer: 電気学会フォトスピントロ二クス委員会
  • Place of Presentation: 日本大学，お茶の水
  • Invited
• [Presentation] プラズモニック・メタマテリアル～光を自由に操る新材料～
  • Author(s): 田中拓男
  • Organizer: 三鷹ネットワーク大学 科学宅配塾企画協力講座 "大人のための先端科学講座"
  • Place of Presentation: 三鷹，東京
  • Invited
• [Presentation] プラズモニック・メタマテリアルの作り方
  • Author(s): 田中拓男
  • Organizer: 表面科学技術研究会2013 光の常識を覆すものづくり－ナノ表面と光の相互作用－
  • Place of Presentation: 神戸大学 瀧川記念学術交流会館, 兵庫
  • Invited
• [Book] プラズモニクスデバイス開発最前線 (2012)
  • Author(s): 田中拓男
  • Total Pages: 300
  • Publisher: エヌティーエス出版
• [Book] プラズモニクスデバイス開発最前線 (2012)
  • Author(s): 久保若奈, 藤川茂紀
  • Total Pages: 300
  • Publisher: エヌティーエス出版
• [Book] 高効率三光子吸収材料の開発と応用 (2011)
  • Author(s): 田中拓男
  • Total Pages: 250
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Book] メタマテリアルII (2011)
  • Author(s): 田中拓男
  • Total Pages: 280
  • Publisher: CMC出版
• [Book] プラズモン基礎理解の徹底と応用展開~実用化への要求仕様と課題/解決策検討~第13章第2節プラズモニックメタマテリアルの設計 (2011)
  • Author(s): 田中拓男
  • Total Pages: 180
  • Publisher: 情報機構
• [Book] 高効率二光子吸収材料の開発と応用 (2011)
  • Author(s): 田中拓男
  • Total Pages: 250
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Book] プラズモン基礎理解の徹底と応用展開～実用化への要求仕様と課題/解決策検討～第13章第2節プラズモニックメタマテリアルの設計 (2011)
  • Author(s): 田中拓男, 他共同執筆
  • Total Pages: 180
  • Publisher: 情報機構
• [Remarks] 田中メタマテリアル研究室
  • URL: http://metamaterials.riken.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://metamaterials.riken.jp/tanaka/index-j.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 光起電力素子およびその製造方法 (2012)
  • Inventor(s): 久保若奈, 田中拓男
  • Industrial Property Rights Holder: 理化学研究所
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2012-199796
  • Filing Date: 2012-09-11
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] メタマテリアル用の単位共振器、 共振器アレイおよびメタマテリアルの製造方法 (2011)
  • Inventor(s): 青木画奈,田中拓男
  • Industrial Property Rights Holder: 理化学研究所
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2011-131447
  • Filing Date: 2011-06-13
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 金属コーティング方法 (2011)
  • Inventor(s): 武安伸幸,田中拓男
  • Industrial Property Rights Holder: 理化学研究所
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Acquisition Date: 2011-07-07
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] メタマテリアル用の単位共振器、共振器アレイおよびメタマテリアルの製造方法 (2011)
  • Inventor(s): 青木画奈, 田中拓男
  • Industrial Property Rights Holder: 青木画奈, 田中拓男
  • Industrial Property Number: 2011-131447
  • Filing Date: 2011-06-13
• [Patent(Industrial Property Rights)] 金属コーティング方法 (2011)
  • Inventor(s): 武安伸幸, 田中拓男
  • Industrial Property Rights Holder: 武安伸幸, 田中拓男
  • Industrial Property Number: 2011-082834
  • Filing Date: 2011-04-04
  • Acquisition Date: 2011-07-07