| Research Abstract |
金属微粒子とその集合体による光電場の空間構造の制御と,それが物質系とどのように相互作用を起こし,光化学反応に影響するかを探ることを目的に,近接場光学顕微鏡を用いた研究を継続して実施した。
1)球状金ナノ微粒子の単層膜島状集合構造では,集合体の辺縁部に強い光電場が局在することを近接場二光子励起イメージで見出していた。この特徴的な電場の空間分布の起源を明らかにするため,電磁気学シミュレーションと,双極子相互作用を取り入れた簡単な物理モデルによる計算を併用して解析を行った。その結果,微粒子プラズモン間の相互作用により,集合体内部の励起が辺縁部に伝播して滞在する(別な視点でいえば,辺縁境界部に局在した集合体のプラズモンモードができる)ことが,この空間構造の起源の本質であることがわかった。これは,微粒子集合体を光一分子強結合場に用いる際に,重要な要素となる知見である。
2)我々は以前に,金ナノ三角プレートが単一微粒子として特に高い光電場の増強度を示すことを示唆する結果を得ているが,この様々な展開が可能である。領域内共同研究として,蛋白質の光誘起結晶成長に金三角プレートを用いる研究を行い,三角プレートが結晶核生成を有効に促進することを示唆する結果を得た。またフォトクロミック反応では,三角プレートが単一微粒子でも二光子誘起光化学反応を促進することを示唆する結果が得られ,更なる検討を進めている。
3)受光面を金ナノ微粒子で修飾した半導体光電変換素子に関して,光電変換増強機構の詳細を探るため,近接場励起による光電流特性とイメージングの研究を進めた。少なくともGaAs素子においては,プラズモンに起因する光電流増強効果は殆どないことがわかった。
4)領域内共同研究として,いくつかのハイブリッドナノ材料単一粒子のキャラクタリゼーションを,近接場発光分光・ラマン分光により行った。
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