2016 Fiscal Year Annual Research Report
プラズモン援用多光子ナノ還元法による金属形状制御と生体透過光応答素子への応用
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16H04240
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
西山 宏昭 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (80403153)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
馮 忠剛 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (10332545)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | フェムト秒レーザ / プラズモン共鳴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，フェムト秒レーザ照射による金属プラズモニック構造のナノ形状制御とその特性変調に取り組んでいる．本年度は，プラズモニック構造の溶液内フェムト秒レーザ照射によるナノ形状制御のための照射システムの改良と観察系の構築を行った．これまでに金属ナノ構造への上方からのフェムト秒レーザ照射を行い，その効果を検証してきたが，プラズモニック構造へのレーザ照射で生じる溶液挙動を観察することは難しかった．そこで，金属ナノ構造の下方からの照射光学系を構築することで，レーザ照射時の対流の光学顕微観察を進めた．また，連続発振の半導体レーザでの照射光学系を別途構築し，レーザ波長だけでなくレーザパルス幅の影響評価を進めた．年度末までに，構築したシステムのナノ形状制御における有用性と問題点を抽出し，その改良を進めながら，フェムト秒レーザ照射が金属ナノ形状に与える影響について基本的な特性評価を行った．金属ナノ構造の下方からのレーザ照射に合わせて，これまで多く用いてきた伝搬プラズモン励起のための金属ナノ構造に加え，局在効果の高い金属ナノドット構造の作製とその光学特性評価を進めた．金属ナノドットは，従来構造に比べ溶液下で効果的な光エネルギーの集束効果とそれに伴う多光子還元促進効果が確認された．本年度の知見から，現状，主として光と金属ナノ構造間の理論解析を行い，実験との比較を行っているが，溶液下では流体挙動を考慮することが重要であり，今後，流体を考慮した解析と合わせて特性評価を進めていく．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
フェムト秒レーザと金属ナノ構造間の相互作用の検討が進んでおり，新しい知見を多く獲得しているため．
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に，ナノ形状制御に必要な実験的セットアップの改良と基礎特性評価を進めた．今後はこの特性評価を一層進展させるとともに，理論解析を推し進めたい．溶液下では複雑な光熱反応が生じ，光とナノ金属間の相互作用だけでなく熱伝導や流体挙動についても検討する必要がある．これら解析と実験結果を照らし合わせることで新しい知見の獲得に結び付けていきたい．
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