2021 Fiscal Year Annual Research Report
プラズモニックメソグレーティングの異常光透過特性の解明とナノ偏光フィルターの作製
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19K22058
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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) |
斉藤 光 九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (50735587)
三宮 工 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (60610152)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | プラズモニクス / ファノ共鳴 / ナノ光源 / 光－熱変換 / ナノアンテナ / 非ブラベ格子 / 熱マネジメント / BICモード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度の研究を受け、2021年度は以下の研究を行った．得られた成果を7報の原著論文と2報の学会発表として報告した．
ファノ共鳴と熱マネジメントを利用した高性能ナノアンテナ蛍光体の開発：蛍光体と面外異方性散乱を示すナノアンテナアレイと蛍光体を組み合わせ、特定方向へ光を優先的に放つ蛍光体を設計・作製した。2021年度はナノアンテナ素材として可視光に光吸収を持たないTiO2を用い、面外前方方向へ優先的に光散乱を示すナノアンテナを作製した。蛍光体と組み合わせた蛍光測定の結果、これまでのアルミニウムナノアンテナを用いた試料と比べ前方蛍光強度が高まった。また光吸収がないことから蛍光体の温度上昇の問題も解決された。得られた成果を論文にまとめ投稿中です。
新規構造のデザイン：これまでの結果を踏まえて散乱光を制御する新しい構造として単位格子に異なる2つの格子点を持つ非ブラベ型ナノアンテナを作製し、光学特性と発光の制御を行った。単位格子の対称性に応じて連続スペクトル中の束縛状態（Bound States in the Continuum, BIC）が観察され、発光測定ではQuasi-BICモードと結合した鋭い発光ピークを得られた。得られた成果を論文にまとめ投稿中です。
熱マネジメントに関して、アルミニウムナノアンテナを加熱することで酸化アルミニウムナノアンテナに転化し、その光－熱変換特性を調査した。表面格子共鳴の鋭いピークを励起したときのみ光－熱変換による試料の加熱が起こった。これはレーザ光源などによる波長・角度選択的な試料加熱に有利な現象であり、このような加熱が望ましい分野への応用が可能である。得られた成果は追加実験の上論文投稿の予定です
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