2019 Fiscal Year Annual Research Report
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18H01998
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
島田 透 弘前大学, 教育学部, 准教授 (40450283)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 健 京都大学, 化学研究所, 教授 (30258123)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 表面増強赤外吸収 / 非共鳴増強機構 / 多角入射分解分光法 / ナノ周期配列 / リソグラフィー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、金属ナノ構造の表面に吸着した化学種で観測される表面増強赤外吸収（SEIRA）の非共鳴増強に焦点を絞り、その機構を明らかにすることを目的に進めている。
平成31年度は、（１）非共鳴増強機構の解明に必要な試料薄膜の作製法の検討とフーリエ変換型赤外分光光度計（FT-IR）による評価および（２）厳密結合波解析（RCWA）法による増強モデルの理論計算を中心に取り組んだ。（１）に関しては、ポリアクリル酸（PAA）薄膜のスピンコート法による作製に取り組んだ。薄膜作製の際の回転数や溶液濃度依存性を検討し、前年度に購入し立ち上げを行ったFT-IRを用いて評価を行った。ナノ構造を作製した基板上に薄膜の作製を行い、赤外吸収分光測定を行ったところ、入射光の偏光方向により観測される強度に違いがあることを見出すことができた。現在定量的な解析を進めるとともに、多角入射分解分光法（MAIRS）の測定準備を行っている。（２）に関しては、Stanford Stratified Structure Solver (S4)を用いて、ナノ構造のサイズとギャップに依存した赤外吸収増強の増大率の検討を行った。理論計算により得られた結果は、実験をよく再現するものであった。この結果は過去に行った四角柱（SC）モデルによるものとも一致することから、本研究で今回着目する系においては、増強に対する表面プラズモンの影響は小さいことを示唆するものである。現在、ナノ構造のギャップにおける電場分布の可視化に取り組んでいる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
多角入射分解分光法（MAIRS）を実施するために前年度に立ち上げを行ったフーリエ変換型赤外分光光度計（FT-IR）に不具合が見つかり、その対応に予定外の時間を要してしまったため。また、本年度の2月と3月に東京大学クリーンルームにおいて実施を予定してた微細加工基板の作製を、新型コロナウイルスの影響を考慮し延期したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
既に作製してあるシリコンのナノ周期配列上に薄膜を形成し実際のMAIRS測定を行うとともに、引き続き理論計算により増強メカニズムの検討を行う。また、作製を延期した広い面積を占める金属のナノ周期配列の作製を目指す。
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