2022 Fiscal Year Annual Research Report
Optical Manipulation at Interfaces
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20H02550
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
坪井 泰之 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (00283698)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | プラズモン / ブラックシリコン / ブラックチタン / 光ピンセット / ナノ構造 / ミー共鳴 / 蛍光顕微鏡 / フォトニッククリスタル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
＜実績１＞ ナノシリコン単結晶光ピンセットを用いた二次元フォトニッククリスタルの形成に成功した。これは固液界面光マニピュレーションの成功例である。試料は水に分散した蛍光性ポリスチレンビーズ（直径100～500 nm）であり、捕捉用光源には波長808 nm、1064 nmのcwレーザーを用いた。この波長なら、熱攪乱の影響を極力抑えこめる。ナノ構造ブラックシリコン上に数百個以上のおびただしい数の粒子を規則正しく二次元にパッキングして捕捉し、フォトニッククリスタルを形成できた。
＜実績２＞ ナノシリコン単結晶光ピンセットを用いた蛍光カラーのリモート制御に成功した。これは固液界面光マニピュレーションの成功例である。ペリレンを修飾した水溶性ポリマーを合成し、その水溶液を試料として、ポリマーの光捕捉圧に成功した。光圧（レーザーパワー）の変化により、捕捉したペリレンの密度を変化させることができる。これに対応し、その蛍光は青色のモノマー蛍光、緑色のβ型エキシマー蛍光、黄色のα型エキシマー蛍光へと変化する。この効果を駆使し、光圧の変化だけで、蛍光カラーを青～青緑～緑～黄緑～黄色～オレンジ色へと自在にリモート制御することに成功した。
＜実績３＞ ナノ構造チタン単結晶を用いて、水銀ランプ光で駆動できるインコヒーレント光ピンセットの開発に成功した。これは固液界面光マニピュレーションの成功例である。水銀ランプから紫外線を照射すると、極めて弱い光でも、ポリスチレン微粒子をナノ構造チタン上に光捕捉できた。世界初のインコヒーレント光捕捉の実現である。
＜実績４＞ 通常では光捕捉できないような小さな100 nm 以下のナノ粒子（金や半導体の結晶）を、油水界面において安定に光捕捉し、そこで光触媒反応（塩化金酸からの金の光還元）を誘起し、実時間計測することに成功した。これは油水界面光マニピュレーションの成功例である。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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