2019 Fiscal Year Annual Research Report
Science on Light Management: Optimization of Materials and Nanostructures
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19H02434
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
村井 俊介 京都大学, 工学研究科, 助教 (20378805)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
冨田 恒之 東海大学, 理学部, 准教授 (00419235)
篠崎 健二 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究員 (10723489)
中西 貴之 東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 講師 (30609855)
徳留 靖明 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50613296)
石井 智 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (80704725)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | プラズモニックアレイ / ナノ粒子周期アレイ / 光マネジメント科学 / Mie共鳴 / ナノアンテナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請書記載の計画に従い、以下の項目を研究した．得られた成果を7報の原著論文と24報の学会発表として報告した．
A：ナノシリンダーアレイの基礎特性： A-1:状態密度解析：アレイ上に蛍光体薄膜を塗布し（京大・東京理科大），蛍光測定と発光増強度の測定を行った（京大）． A-2：アップコンバージョン発光のアレイによる変調・増強：希土類含有ナノ粒子を合成し（東海大），アレイ上に塗布しアップコンバージョン蛍光を測定した（AIST）． A-3：光磁気光学（ファラデー効果）のアレイによる変調・増強：アレイ上に磁性体薄膜を塗布し、光磁気効果の表面プラズモンによる増強を調査した（京大）． Bナノシリンダーアレイの作製技術の確立：急速加熱炉による処理でアレイ性能の向上を試みた（京大）．C周辺技術の開拓： C－１：シリンダーアレイの熱特性解析：光学特性と並んでアレイの熱特性の解析を行った（NIMS）． C-2：ナノシリンダーアレイのコーティング技術の確立：金属ナノシリンダーアレイを実用に供するに当たって，酸化や化学的・機械的ダメージへの耐性付与の観点から，表面を耐火物で被膜する．被覆手法として原子層堆積（Atomic Layer Deposition, ALD）法を用いて成膜する耐火物の種類と膜厚を網羅的に検討した（京大・AIST）． D:アレイの応用： D-1：高効率照明・レーザーに応用可能な強発光体とアレイを組合わせた系を作製・評価した（京大・オランダ）．D-2：センサー アレイにメソポーラス構造薄膜を塗布して，環境応答性のあるプラズモニックアレイを作製し、評価した。（京大・スペイン）．
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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
事前に十分な打ち合わせ、予備検討を重ねていたため、研究は計画通りに進んでいる。シミュレーションで予期された通りの実験データが得られ、R２年度は数本の論文にまとめ投稿する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度の研究を受け、今年度は以下の研究を行う．A：ナノシリンダーアレイの基礎特性：実験とシミュレーションを組み合わせ，基礎特性に関する学理確立を目指す． A-1:状態密度解析：アレイと蛍光体を組み合わせ（京大・NIMS），蛍光と量子収率測定を通じアレイ面内での光の状態密度を見積もる（京大）．A-2：アップコンバージョン発光のアレイによる変調・増強：アップコンバージョン蛍光を示す希土類含有ナノ粒子を合成し（京大・東海大），アレイ上に塗布しアップコンバージョン蛍光を測定する（AIST）．A-3：光磁気光学（ファラデー効果・カー効果）のアレイによる変調・増強：光磁気効果の表面プラズモンによる増強の更に詳細なメカニズム検討を行う（京大）．A-４：非ブラべ格子アレイの基礎特 性：非ブラべ格子アレイを作製し、その基礎特性を明らかにするとともに、発光増強効果を高める設計を検討する（京大）Bナノシリンダーアレイの作製技術の確立：モールドの作製，ナノインプリントとリフトオフの各プロセスの最適化を図り，作製技術を改善する．（京大）C周辺技術の開拓： C-1：ナノシリンダーアレイの熱処理技術の確立：金属および誘電体ナノシリンダーアレイを実用に供するに当たって，熱処理による改質をおこなう．（京大）．C-2:ナノアンテナ転写技術の開発：ナノアンテナをフレキシブルな基板に転写する手法を開発する。D:アレイの応用： D-1：高効率照明・レーザー 先端強発光材料とプラズモニックアレイおよび先端光学解析を掛け合わせ，高効率照明・レーザーを作製する（京大・オランダ）．D-2：センサーアレイにLDH薄膜を塗布して，環境応答性のあるプラズモニックアレイを作製する．メソ孔に光学材料を埋め込み，特性を制御する．
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| Remarks |
研究代表者が所属する研究室のHP
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