2019 Fiscal Year Annual Research Report
Surface Plasmon Transmission Light in Nanostructured Organic Films on Metal Grating and Application to High-Sensitivity Sensors
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17H03231
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
加藤 景三 新潟大学, 自然科学系, 教授 (00194811)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
馬場 暁 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (80452077)
L CHUTIPARN 新潟大学, 自然科学系, 助教 (90769316)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 表面プラズモン / 透過光 / ナノ構造制御 / 金属グレーティング / 有機薄膜 / 金属微粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度に引き続き，表面プラズモン（SP）共鳴励起透過光とセンサの高感度化について検討した。
CD-RやDVD-R、BD-Rの凹凸構造を利用したインプリントにより、グレーティング構造を持つ金属薄膜および有機薄膜を作製した。また、SP励起波長はグレーティング周期や形状に依存するため、種々の周期や形状を持つテンプレートを用いてPDMSにナノインプリントしてグレーティング構造を作製し、PDMS基板上にAgやAu などの金属薄膜を真空蒸着して、金属グレーティングを作製した。
そして、種々のナノ界面構造制御有機超薄膜について、SP共鳴特性やSP透過光測定を行った。SP共鳴特性より膜厚や複素誘電率について定量的に評価し、SP共鳴特性の各波長での共鳴角度や誘電分散特性についても評価した。また、金属グレーティング上に金属微粒子を用いた有機薄膜などについてもSP共鳴特性やSP透過特性の測定を行い、グレーティング構造を持つ金属薄膜による伝搬型SPと金属微粒子を用いた局在型SPによる多重SP励起についても観測した。そして、多重SP励起によりセンサの高感度化が可能であることを示した。
さらに、グレーティングカップリングによる長距離伝搬SP励起による透過光を用いたセンサについても検討し、長距離伝搬SP励起構造を用いればセンサのさらなる高感度化が可能であることを示した。また、金属量子ドットによる蛍光増強についても検討し、蛍光増強を利用したセンサの高感度化も可能であることを示した。また、フレキシブル基板上に金属グレーティングを形成し、曲げ状態変化に対するSP透過光特性を詳しく調べ、高感度フレキシブルセンサへの応用も可能であることを示した。さらに、水晶振動子微量天秤（QCM）法と組合わせた透過型SPR複合センサの検討も行い、センサの高性能化も可能なことを示した。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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