2009 Fiscal Year Annual Research Report
プラズモン共鳴をナノワイヤ表面に発生させる近接場光顕微鏡の設計・製作
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21656066
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
土屋 健介 The University of Tokyo, 生産技術研究所, 准教授 (80345173)
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| Keywords | プラズモン共鳴 / 近接場光顕微鏡 / ナノワイヤ / 蛍光分子 / 微細加工 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、近接場光顕微鏡の感度を高めるために、ナノワイヤに金属薄膜を付与し、そこで発生するプラズモン共鳴によってプローブ先端の光電場を増強することである。具体的な設計問題解決方法として、ナノワイヤの一面に厚み10nm程度の金をスパッタリングで成膜する。その金の金属薄膜内にプラズモン共鳴が発生すれば、ナノワイヤの先端に増強された光電場が発生する。この光電場によって検出感度を向上させ、蛍光分子の検出を目指す。高感度・高分解能化のために、開口の直径・深さ、EBDナノワイヤの長さ・形状・位置、金属薄膜の厚み・材質、照射光の波長など、プローブ先端の各種の設計因子を最適化する。そのために本研究では、各条件ごとにマクスウェルの方程式をFDTD(Finite Difference Time Domain)法で解いて感度・分解能を数値計算する。21年度は電場増強のためのプローブ設計を行う。以下に示すプローブの設計因子によって電場強度がどのように変化するかをシミュレーションによって計算し、各条件の最適化を図った。プローブの設計因子として、開口の直径および深さ、EBDナノワイヤの長さ、断面形状および位置、金属薄膜の材質および膜厚、照射光の波長および強度をパラメータとして検討を行った。その結果、開口径は200nm、アルミニウムを厚さ150nmと金を厚さ50nm(合計200nm)、ナノワイヤ長は150nm、直径50nmで、開口の縁から伸ばして、照射光は波長670nmのときに、光強度が従来と比較して3倍程度になることが分かった。
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Research Products
(1 results)
