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2009 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ微粒子系の波動関数と励起状態の動的挙動

Research Project

Project/Area Number 18205004
Research InstitutionInstitute for Molecular Science

Principal Investigator

岡本 裕巳  Institute for Molecular Science, 光分子科学研究領域, 教授 (20185482)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 井村 考平  早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (80342632)
北島 正弘  防衛大学校, 応用科学群, 教授 (00343830)
Keywordsナノ材料 / 走査プローブ顕微鏡 / 近接場 / 超高速分光 / コヒーレンス / プラズモン / 金属ナノ微粒子
Research Abstract

開口プローブを用いた超高速近接場測定では,超短パルスがファイバーによる分散の効果を深刻に受け,パルス幅が大きく広がる。この効果を避けるため,本予算で購入したプログラマブル空間位相変調素子或いは現有の可変形鏡を用いた分散補償光学系を開し,20fsを切る時間分解能の実現を目指した。前年度までの結果を基礎として,実際の近接場光学系でのパルス圧縮を行い,近接場プローブ先端におけるパルス幅計測の結果,約23fsのパルス幅に相当する結果を得た。但し再現性とキャリブレーションに確認すべき点が残されている。また,近接場におけるパルス整形の基礎技術の開発を行った。
研究室に既存の近接場分光イメージング装置を用いて,様々な材質・形状の微粒子,及びそれらを配列したナノ構造体試料の作成と測定を進めている。電子ビームリソグラフィーで作成したディスク状の金のナノ構造体では,直径の異なるディスクの近接場光学像の観測結果に基づき,電磁気学計算を併用した解析を進め,2次元的なプラズモンモードの起源をほぼ明らかにした。金薄膜上に開けた円形開口(ヴォイド)の鎖状配列に関しては,ヴォイド間の空間に電場の増強が見られることを,近接場測定により見いだしていたが,その起源に関して,微粒子鎖状配列との比較において,電磁気学計算を併用して解析し,その起源を明らかにし,結果が光学の基本原理の一つであるバビネの原理と密接に関連することがわかった。またヴォイドの構造体で電場増強を起こすための条件に関して考察を加えた。これらの成果は,微粒子系におけるプラズモンモードの挙動を考察するための基礎として,重要な意味を持つと考えている。

  • Research Products

    (31 results)

All 2010 2009

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (23 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Bioimaging with two-photon-induced luminescence from triangular nanoplates and nanoparticle aggregates of gold2009

    • Author(s)
      Yuqiang Jiang, 他5名
    • Journal Title

      Adv.Mater. 21

      Pages: 2309-2313

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Properties of photoluminescence from single gold nanorods induced by near-field two-photon excitation2009

    • Author(s)
      Kohei Imura, 他1名
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.C 113

      Pages: 11756-11759

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two-photon imaging of localized optical fields in the vicinity of silver nanowires using a scanning near-field optical microscope2009

    • Author(s)
      Kohei Imura, 他4名
    • Journal Title

      Phys.Chem.Chem.Phys. 11

      Pages: 5876-5881

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Near-field optical imaging of enhanced electric fields and plasmon waves in metal nanostructures2009

    • Author(s)
      岡本裕巳, 他1名
    • Journal Title

      Prog.Surf.Sci. 84

      Pages: 199-229

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 増強電場の空間分布と波動関数の近接場イメージング2009

    • Author(s)
      岡本裕巳, 他1名
    • Journal Title

      機能材料 29(11)

      Pages: 49-55

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article]2009

    • Author(s)
      岡本裕巳, 他1名
    • Journal Title

      Molecular Nano Dynamics, Volume I : Spectroscopic Methods and Nanostructures(Wiley-VCH, Weinheim)

      Pages: 39-54

  • [Journal Article]2009

    • Author(s)
      岡本裕巳
    • Journal Title

      プラズモンナノ材料の最新技術(シーエムシー出版)

      Pages: 105-115

  • [Presentation] Optical imaging of plasmon wavefunctions and optical fields in noble metal nanostructures2010

    • Author(s)
      井村考平
    • Organizer
      The 3rd Taiwan-Japan Joint Symposium on Organized Nanomaterials and Nanostructures Related to Photoscience
    • Place of Presentation
      Hualien, Taiwan
    • Year and Date
      20100321-20100324
  • [Presentation] 低次元系金属構造体における局在光電場分布の可視化2010

    • Author(s)
      岡本裕巳
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学津島キャンパス(岡山県)
    • Year and Date
      2010-03-21
  • [Presentation] 金ナノロッド上の表面プラズモン分布のFDTDシミュレーション2010

    • Author(s)
      中村浩章
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学津島キャンパス(岡山県)
    • Year and Date
      2010-03-21
  • [Presentation] 近接場光学顕微鏡による金ナノロッド観察のFDTDシミュレーション2010

    • Author(s)
      丸岡照登
    • Organizer
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • Year and Date
      2010-03-18
  • [Presentation] 近接場分光法による金属ナノ構造の光子場イメージング2010

    • Author(s)
      岡本裕巳
    • Organizer
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • Year and Date
      2010-03-17
  • [Presentation] 近接場顕微分光に基づく光反応場の動的可視化・制御2010

    • Author(s)
      井村考平
    • Organizer
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • Year and Date
      2010-03-17
  • [Presentation] 金ナノ微粒子のフェムト秒レーザートラッピングにおける非線形効果2010

    • Author(s)
      岡本裕巳
    • Organizer
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • Year and Date
      2010-03-17
  • [Presentation] FDTD simulation on plasmon in gold nanorod excited by scanning near field optical microscopy2009

    • Author(s)
      中村浩章
    • Organizer
      19th International Toki Conference(ITC19)on Advanced Physics in Plasma and Fusion Research
    • Place of Presentation
      セラトピア土岐(岐阜県)
    • Year and Date
      2009-12-08
  • [Presentation] What can be imaged for metal nanostructures by near-field microscopy?---Visualization of localized optical fields and plasmonic wavefunctions---2009

    • Author(s)
      岡本裕巳
    • Organizer
      Second International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
    • Place of Presentation
      大阪大学中之島センター(大阪府)
    • Year and Date
      2009-11-25
  • [Presentation] Visualization of plasmonic wavefunctions and optical fields using near-field optical microscope2009

    • Author(s)
      井村考平
    • Organizer
      The 7th Asia-Pacific Conference on Near-Field Optics
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2009-11-25
  • [Presentation] Near-field optical imaging of plasmon wavefunctions and nano electric fields2009

    • Author(s)
      岡本裕巳
    • Organizer
      International Workshop on Electronic Spectroscopy for Gas-phase Molecules and Solid Surfaces 2009
    • Place of Presentation
      松島ホテル大観荘(宮城県)
    • Year and Date
      2009-10-13
  • [Presentation] 貴金属ナノ構造体の二光子誘起発光:発光特性と発光メカニズム2009

    • Author(s)
      井村考平
    • Organizer
      第3回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      2009-09-24
  • [Presentation] 近接場顕微分光による金ナノ微粒子が相互作用した光電変換素子の研究2009

    • Author(s)
      原田洋介
    • Organizer
      第3回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      2009-09-24
  • [Presentation] Ultrashort laser shaping for scanning near-field optical microscopy2009

    • Author(s)
      Yuqiang Jiang
    • Organizer
      第3回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      2009-09-23
  • [Presentation] 開口カンチレバープローブによる近接場光学像の観察とその問題点2009

    • Author(s)
      成島哲也
    • Organizer
      第3回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      2009-09-23
  • [Presentation] Ultrafast Scanning Near-Field Optical Microscope Based on Nonlinear Group Velocity Dispersion Compensation2009

    • Author(s)
      Hui Jun Wu
    • Organizer
      第3回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      2009-09-23
  • [Presentation] 金ナノ構造体の発光特性とプラズモン励起2009

    • Author(s)
      井村考平
    • Organizer
      日本化学会第3回関東支部大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学理工学部(東京都)
    • Year and Date
      2009-09-05
  • [Presentation] Near-Filed Imaging of Enhanced Optical Fields and Plasmon Waves in Metal Nanostructures2009

    • Author(s)
      岡本裕巳
    • Organizer
      International Symposium on Advances in Nanostructure-Enhanced Photochemical Reactions and Photoenergy Conversion
    • Place of Presentation
      Leuven, Belgium
    • Year and Date
      2009-07-17
  • [Presentation] Near-field optical imaging of plasmonic nanostructures2009

    • Author(s)
      井村考平
    • Organizer
      Japan-Korea Symposium on Molecular Science 2009 "Chemical Dynamics in Materials and Biological Molecular Sciences"
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県)
    • Year and Date
      2009-07-13
  • [Presentation] System development of a scanning near-field optical microscope equipped with an apertured cantilever probe2009

    • Author(s)
      成島哲也
    • Organizer
      Japan-Korea Symposium on Molecular Science 2009 "Chemical Dynamics in Materials and Biological Molecular Sciences"
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県)
    • Year and Date
      2009-07-13
  • [Presentation] Nanoscale near-filed imaging of enhanced optical fields in metal nanostructures2009

    • Author(s)
      岡本裕巳
    • Organizer
      Japan-Korea Symposium on Molecular Science 2009 "Chemical Dynamics in Materials and Biological Molecular Sciences"
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県)
    • Year and Date
      2009-07-13
  • [Presentation] Ultrafast scanning near field optical microscope based on pulse shaping system2009

    • Author(s)
      Huijun Wu
    • Organizer
      Japan-Korea Symposium on Molecular Science 2009 "Chemical Dynamics in Materials and Biological Molecular Sciences"
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県)
    • Year and Date
      2009-07-13
  • [Presentation] Near-field study on correlation of localized electric field and nanostructures in monolayer assembly of gold nanoparticles2009

    • Author(s)
      Masahiro Kitajima
    • Organizer
      The 3rd International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics
    • Place of Presentation
      横浜メルパルク(神奈川県)
    • Year and Date
      2009-06-16
  • [Book] 光科学研究の最前線22009

    • Author(s)
      岡本裕巳
    • Total Pages
      62
    • Publisher
      強光子場科学研究懇談会

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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