2011 Fiscal Year Annual Research Report
DNAの自己組織化能を用いた可視光領域で磁性を有する新規メタマテリアルの創成
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22651045
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
武安 伸幸 大阪大学, 大学院・工学研究科, 特任講師 (90373323)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 拓男 独立行政法人理化学研究所, 田中メタマテリアル研究室, 准主任研究員 (40283733)
座古 保 独立行政法人理化学研究所, 前田バイオ工学研究室, 専任研究員 (50399440)
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| Keywords | メタマテリアル / DNA / 自己組織化 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は,可視光域で磁性を持つ微細構造"ナノ磁気共振器"をDNAの自己組織化能を用いて金属ナノ粒子をリング状に連結して作製することにより,自然界に存在しなかった可視光領域で負の屈折率を持つ光機能性材料(メタマテリアル)を創成することである.本研究では,従来のトップダウン型加工でできなかった可視光域での磁気応答をボトムアップ型微細加工により実現し,応用・実用化が可能な大量合成の方法論の確立を目指す.本年度は,金ナノ粒子をDNAハイブリダイゼーションを利用して結合した最も単純なリング構造である3量体リング構造の光の磁場成分に対する応答を調べるために,作製した3量体リング構造をガラス基板表面に分散・固定し,透過スペクトル測定を行った.垂直入射の場合,透過スペクトルには532nmと596nmにピークが確認された.さらに,入射角度を変えながら透過スペクトル測定を行った結果,TM波では透過スペクトル形状の入射角度依存性が観測された.n=1.5の基板上に金ナノ粒子3量体リング構造が固定されたモデルの透過スペクトルを,有限要素法を用いて計算した.実験で得られた透過スペクトルと計算で得られた透過スペクトルは,TM波・TE波ともに良い一致が見られた.これらの結果から,532nmのピークは各金ナノ粒子のプラズモン共鳴に由来するものと判断した.一方,596nmのピークは,リング状に配置した金ナノ粒子のプラズモンのナノギャップを介した相互作用に由来するものと判断した.
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