2017 Fiscal Year Annual Research Report
Magneto-optical properties of chemically-synthesized nanoarchitectures made of non-magnetic metals: Electronic structures and magnetoplasmon
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15K04593
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
八尾 浩史 三重大学, 工学研究科, 教授 (20261282)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 磁気円二色性 / 磁気光学応答 / 金属ナノ構造体 / 局在表面プラズモン / マグネトプラズモン / ファラデー効果 / 電子状態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度初頭より本研究代表者は三重大学に異動して、本研究を推進する事となった。幸いにも本研究を共に遂行してきた修士課程２年の学生を、三重大学の研究生として受け入れる事ができたため、研究の停滞は最小限に留める事ができた。本年度の研究目標は、様々なサイズや形態を持つ非磁性金属（特に銀）ナノ構造体（ナノ粒子）の化学合成と、その磁気円二色性（MCD）測定を中心とする磁場環境下での円偏光を利用した局在表面プラズモン（LSPR）応答（マグネトプラズモン）の特性を、特にプラズモンモードの違いに注目して明らかにする事にあった。まず、Agナノプリズムの化学合成とMCD応答に関わる研究に取り組んだ。その結果、種々のアスペクト比を有するAgナノプリズムの作製に成功し、消衰（extinction）スペクトルには双極子型LSPRに起因する吸収の他に、in-plane及びout-of-planeモードの四重極子型LSPRに起因する吸収も明瞭に観測され、高度に制御されたナノプリズムが作製されている事が明らかとなった。一方、MCD応答は双極子型と四重極子型で大きな違いが観測された。双極子型LSPRでは、これまで同様にderivative-likeな信号が見られたが、四重極型LSPRでは、単一ピークの信号となった。これは自由電子の磁場に対する応答の違いを反映し、自由電子に対するローレンツ力の働き方の違いから説明する事に成功した。更にこの現象を詳細に検討するため、四重極子型LSPRがより明瞭であるAgナノキューブの作製にも取り組み、MCD評価を行った。その結果、四重極型LSPRのMCD応答は単一ピークを示すものの、より厳密には、吸収ピークに比べてブルーシフトを示す事が分かった。この理由は未だ明らかではないが、四重極型マグネトプラズモンに複数の信号が含まれている可能性を示唆する初めての結果を得た。
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