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2010 Fiscal Year Annual Research Report

空間的・時間的制御可能なナノヒーター実現のための基礎研究

Research Project

Project/Area Number 21656058
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

鈴木 基史  京都大学, 工学研究科, 准教授 (00346040)

Keywords熱工学 / 薄膜 / マイクロ/ナノデバイス / 光物性 / ナノ材
Research Abstract

微小な空間の内部に熱源を持ち,これを動力源とするデバイスへの展開を念頭に,本研究では,貴金属ナノ粒子を用いた時間的・空間的に発熱量をフレキシブルに制御することが可能なナノヒーターの実現可能性を明らかにする.前年度までに,独自に開発した局所プラズモン共振器と名付けたナノ構造を用い,ナノ構造を制御することでナノ粒子の発熱量を空間的に制御できることを実証した.平成23年度は,発熱の時間的制御性を確認するため,局所プラズモン共振器の光音響効果を調べた.ナノ粒子の発熱は,光によってナノ粒子中の自由電子が激しく振動するとことによるジュール熱によるものである。Auの自由で子の緩和時間が10^<-14>秒のオーダーなので,発熱量が定常状態に達するのにピコ秒あれば十分である.一方,放熱は輻射と伝熱によるわけであるが,一つの粒子の体積が6×10^<-22>m^3程度であるので熱容量は小さく,降温過程も比較的高速に進むと考えられる.また,局所プラズモン共振器では,Auナノ粒子が断熱性に優れた多孔質SiO_2層に形成されているため,熱を周囲の流体に効率よく伝えることが期待できる.このことを確認するために,波長785nmのレーザ光を,その波長に対する反射率の異なる照射し,高性能のマイクロホンを用いて音圧の変化を調べた.入射光はファンクションジェネレータを用いて1-100kHzの周波数で変調した.その結果,吸収率の大きな局所プラズモン共振器からは100kHzの超音波領域まで比較的フラットな周波数特性の音波の発生を確認することができた.局所プラズモン共振器の光音響効果は,グラファイトやSiウェハと比べると1-2桁大きな信号が得られることも確認した.以上の様に本研究では,局所プラズモン共振器の光-熱変換特性を利用した新しいナノデバイス実現のための,基礎的な知見を得ることができた

  • Research Products

    (14 results)

All 2011 2010

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] Low-reflectivity wire-grid polarizers multilayered by the glancing-angle-deposition technique2011

    • Author(s)
      M.Suzuki, A.Takada, T.Yamada, T.Hayasaka, K.Sasaki, E.Takahashi, S.Kumagai
    • Journal Title

      Journal of Nanophotonics

      Volume: 5 Pages: 011501-011509

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 局所プラズモン共振器の光音響特性2011

    • Author(s)
      K.Namura, M.Suzuki, K.Nakajima, K.Kimura
    • Organizer
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] 物理的自己組織化による薄膜のナノ形態制御と応用-SERS, 光学素子, MEMSへの展開-2011

    • Author(s)
      鈴木基史
    • Organizer
      無機材料に関する最近の研究成果発表会
    • Place of Presentation
      東海大学校友会館(招待講演)
    • Year and Date
      2011-01-24
  • [Presentation] Self-cleaning SERS Sensors Fabricated by Dynamic Oblique Angle Deposition Technique2010

    • Author(s)
      S.Li, M.Suzuki, K.Nakajima, K.Kimura, T.Fukuoka, Y.Mori
    • Organizer
      20th Academic Symposium of MRS-Japan
    • Place of Presentation
      横浜開港記念会館(招待講演)
    • Year and Date
      2010-12-20
  • [Presentation] Physically Self-assembled Nanoparticle Absorbers and Their Applications to SERS, Polarizers, and Nanoheaters2010

    • Author(s)
      Motofumi Suzuki
    • Organizer
      2010 International Conference on Optics and Photonics in Taiwan OPT'10
    • Place of Presentation
      南台科技大学,台南,台湾(招待講演)
    • Year and Date
      2010-12-04
  • [Presentation] Low-reflective wire-grid polarizers exhibiting high performance in visibleregion2010

    • Author(s)
      Akio Takada, Takatoshi Yamada, Naoki Hanashima, Kouji Sasaki, Eiji Takahashi, Motofumi Suzuki
    • Organizer
      The 17th International Display Workshops (IDW'10)
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2010-12-01
  • [Presentation] 薄膜ナノ形態の制御と機能発現2010

    • Author(s)
      鈴木基史
    • Organizer
      第13回光集積ラボラトリー公開セミナー
    • Place of Presentation
      JSTイノベーションプラザ京都(招待講演)
    • Year and Date
      2010-11-24
  • [Presentation] Spatiotemporally Controllable Nanoheaters Optically Driven by Local Plasmon Resonators2010

    • Author(s)
      Motofumi Suzuki
    • Organizer
      MicRO Alliance MicRO Alliance Symposium
    • Place of Presentation
      京大桂キャンパス(招待講演)
    • Year and Date
      2010-11-20
  • [Presentation] コンビナトリアル局所プラズモン共振器の作製と光による発熱特性2010

    • Author(s)
      名村今日子, 鈴木基史, 中嶋薫, 木村健二
    • Organizer
      第54回日本学術会議材料工学連合講演会
    • Place of Presentation
      ハートピア京都
    • Year and Date
      2010-10-26
  • [Presentation] Spatially Controlled Heat Generation by Local Plasmon Resonator2010

    • Author(s)
      K.Namura, M.Suzuki, R.Tabuchi, K.Nakajima, K.Kimura
    • Organizer
      AVS 57th International Symposium
    • Place of Presentation
      Albuquerque, USA
    • Year and Date
      2010-10-19
  • [Presentation] パッシブ光学材料としての鉄シリサイド薄膜・ナノ構造の応用2010

    • Author(s)
      鈴木基史
    • Organizer
      第16回シリサイド系半導体研究会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス(総合教育研究棟 多目的ホール)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-09-18
  • [Presentation] 局所プラズモン共振器の光による発熱特性2010

    • Author(s)
      名村今日子, 鈴木基史, 中嶋薫, 木村健二
    • Organizer
      第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学文京キャンパス
    • Year and Date
      2010-09-14
  • [Presentation] Low-reflective wire-grid polarizers with absorptive interference overlayers2010

    • Author(s)
      M.Suzuki, Akio Takada, Takatoshi Yamada, Takashi Hayasaka, Kouji Sasaki, Eiji Takahashi, Seiji Kumagai
    • Organizer
      SPIE Optics+Photonics 2010
    • Place of Presentation
      San Diego, USA
    • Year and Date
      2010-08-04
  • [Presentation] Antireflection coatings with FeSi2 layer-I : Application to low-reflectivewire-grid polarizers2010

    • Author(s)
      M.Suzuki, A.Takada, T.Yamada, T.Hayasaka, K.Sasaki, E.Takahashi, S.Kumagai
    • Organizer
      APAC-SILICIDE 2010 Tsukuba (Asia-Pacific Conference on Semiconducting Silicides)
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2010-07-25

URL: 

Published: 2012-07-19  

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