2017 Fiscal Year Annual Research Report
Multifunctional plasmomechanical devices using NEMS technology
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15H03546
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
山口 堅三 香川大学, 工学部, 助教 (00501826)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 正光 鳥羽商船高等専門学校, その他部局等, 准教授 (00413790)
鈴木 孝明 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (10378797)
山本 和広 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (40455449)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | メカニカルプラズモニクス / 表面プラズモン / 微小電気機械システム（NEMS/MEMS） / 単結晶金属薄膜 / 表面増強ラマン散乱 / 金属薄膜レンズ / 光ファイバ / スティッキング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、NEMS可変プラズモニックデバイスによる多機能光集積デバイスの創製を目的とし、将来の通信およびセンシングの技術体系を構築するために（1）基盤技術の向上と実施例の取得、（2）MEMS加工プロセスの導入検討、（3）可変型SERSセンサの開発、（4）可変型ナノレンズの開発、（5）ファイバ一体化システムの開発を実施した。ここで、先の成果に基づき、微小機械電気機械システム（以下、NEMS）である静電アクチュエータと、金属格子における表面プラズモン（以下、SP）を組み合わせ、電気信号でSP共鳴波長を可変可能な技術を基盤とし、利用した。
（1）の成果より、基板による銀の成膜メカニズムを解明し、大面積で基板選択が自由な単結晶銀薄膜の形成法を確立した。さらに、より精密な微細加工と低い光損失特性を示したことから、デバイスへの展開に有用であることを明らかにした。（2）の成果より、本構造においてもサブミクロンサイズでのMEMS加工プロセスの導入が可能であることを明らかにした。（3）の成果より、電場増強による表面増強ラマン散乱（SERS）の信号のリアルタイム観察を実現し、その発生メカニズムを解明した。これは、単一素子でのSERSのマルチセンシング技術として期待される。（4）の成果より、電圧制御によるマイクロ空間での集光位置の可変化を実現した。（5）の成果より、微細加工およびウェットエッチングプロセスを駆使することで、ファイバコア端面上にNEMS可変プラズモニックデバイスの形成に成功した。
上記の他にも、粒子オンミラーによるマルチホットスポットの観測に成功し、またスティッキングデバイスを新たに見出した。後者においては、2017年科研費・国際共同研究加速基金の採択を受け、現在、英国ケンブリッジ大学にてナノスケールの連続的な空間制御に取り組んでいる。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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