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「多体量子効果」による分子・金属ナノ構造の光学特性制御に向けた理論体系の構築

Research Project

Project/Area Number 26886013
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Thin film/Surface and interfacial physical properties
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

三輪 邦之  国立研究開発法人理化学研究所, その他部局等, 研究員 (60734390)

Project Period (FY) 2014-08-29 – 2016-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2015: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords走査トンネル顕微鏡発光 / 固体表面 / 分子発光 / プラズモン
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、分子吸着表面からの走査トンネル顕微鏡(STM)発光に関する研究を行った。STMの探針/真空/基板の界面近傍に局在する界面プラズモンの特性を調べるため、マクスウェル方程式からプラズモンモードを決定し、各モードのエネルギーが探針の曲率の増加および探針‐基板間距離の減少に伴って低エネルギー側にシフトすることを示した。またプラズモンの励起に伴って生じる高強度の電場は、探針直下から基板平行方向の数ナノメートルにわたり分布しうることを明らかにした。これをもとに、STMの探針を分子から基板平行方向に数ナノメートル程度離した場合にも、分子のエネルギー吸収により界面プラズモンの発光スペクトルが変化しうることを明らかにした。さらに、プラズモンの第2量子化を行い、有効模型を構築した。また、分子励起子とプラズモンの結合の結果生じる2つの結合モードの干渉が、系の発光特性に与える影響を調べた。その結果、2つの結合モードの間のエネルギー領域では、干渉によりプラズモンの発光強度が強く抑制され、分子励起子の発光強度が増強されることがわかった。これらの成果をまとめた論文を1報投稿するとともに、American Physical Society (APS) March Meeting 2015など4件の国際学会と3件の国内学会にて成果発表を行った。また国際学会The 7th International Symposium on Surface ScienceにてBest Poster Awardを受賞した。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2015 2014

All Presentation (5 results)

  • [Presentation] Quantum Interference between Exciton and Plasmon Dynamics in Scanning Tunneling Microscope-induced Light Emission2015

    • Author(s)
      Kuniyuki Miwa, Hiroshi Imada, Mamoru Sakaue, Hideaki Kasai, Yousoo Kim
    • Organizer
      The 9th International Symposium on Ultrafast Surface Dynamics
    • Place of Presentation
      Resort Hotel Laforet Biwako, Moriyama, Shiga, Japan
    • Year and Date
      2015-05-25 – 2015-05-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantum Interference between Energy Absorption Processes of Molecular Exciton and Interface Plasmons in Luminescence Induced by Scanning Tunneling Microscopy2015

    • Author(s)
      Kuniyuki Miwa, Hiroshi Imada, Mamoru Sakaue, Hideaki Kasai, Yousoo Kim
    • Organizer
      American Physical Society March Meeting 2015
    • Place of Presentation
      Henry B. Gonzalez Convention Center, San Antonio, Texas, USA
    • Year and Date
      2015-03-02 – 2015-03-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantum Many-Body Effects in Light Emission from Molecular Exciton and Plasmon Induced by Scanning Tunneling Microscopy2014

    • Author(s)
      Kuniyuki Miwa, Mamoru Sakaue, Hideaki Kasai
    • Organizer
      Pacific Rim Symposium on Surfaces, Coatings and Interfaces
    • Place of Presentation
      Hapuna Beach Prince Hotel, Kohala Coast, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2014-12-07 – 2014-12-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantum interference between the dynamics of molecular exciton and interface plasmons in scanning tunneling microscope-induced light emission2014

    • Author(s)
      Kuniyuki Miwa, Hiroshi Imada, Mamoru Sakaue, Hideaki Kasai, Yousoo Kim
    • Organizer
      International Symposium on Computics; Quantum Simulation and Design
    • Place of Presentation
      The University of Tokyo, Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2014-12-01 – 2014-12-03
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Interference of Energy Absorption Processes of Molecule and Interface Plasmon in Scanning Tunneling Microscope-induced Light Emission2014

    • Author(s)
      Kuniyuki Miwa, Hiroshi Imada, Mamoru Sakaue, Hideaki Kasai, Yousoo Kim
    • Organizer
      The 7th International Symposium on Surface Science
    • Place of Presentation
      Shimane Prefectual Convention Center, Kunibiki Messe, Matsue, Shimane, Japan
    • Year and Date
      2014-11-02 – 2014-11-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-09-09   Modified: 2019-07-29  

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