2013 Fiscal Year Annual Research Report
超短パルス光干渉加工による金属周期ナノ構造の創製と表面増強ラマン散乱法への応用
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23360035
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中田 芳樹 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センタ, 准教授 (70291523)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坪井 泰之 大阪市立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00283698)
中村 大輔 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 准教授 (40444864)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 表面増強ラマン散乱（SERS） / フェムト秒レーザー / 応用光学・量子光工学 / 干渉 / ナノ材料 / 金属 / 周期構造 / メタマテリアル |
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| Research Abstract |
①特注アポダイザー及び強度変調SLMを用いたビームプロファイルのフラットトップ化の比較を行った。前者の場合、規格化したビームプロファイル中心部φ2.4[mm]の範囲内におけるPV値が0.350から0.261に改善した。後者の場合、φ5.4[mm]の広範囲でPV値0.21に改善した。
②ショット毎にビーム強度分布が揺らぐレーザーの場合、空間フィルターでは設計通りのフラットトップ化性能を発揮出来ない。これを解決するため、二次の非線形光学効果を用いてピークカットを行う自律的かつパッシブなフラットトップ化の新手法を考案し理論解析及び予備実験を行った。
③フラットトップ化したビームで金薄膜の2次元スキャン干渉加工を行い、10×10mm四方のMHAデバイスを作製した。MHA構造由来の異常透過ピークが近赤外域で複数観測され、メタマテリアル作製の実証実験に初めて成功した。
④干渉パターン理論解析：従来の4ビーム及び6ビーム干渉パターン理論解析に加え、2波長干渉の理論解析を行った。波長に整数倍の関係が有る場合に電界強度が0に固定される領域が周期的に現れ、すなわち干渉パターンの形成を確認した。干渉条件のサーベイを行い、SERS測定用基板や種々のプラズモニックデバイスの作製に有用な干渉条件を選定した。多波長加工は被加工物のバンドギャップ特性との組み合わせによる超微細加工の可能性があり、開設限界を遙かに超えた超微細周期構造の一括作製へ道を開いた。
⑤Pyridine溶液を試薬に用い、金微細周期構造にHe-Ne光源を照射した場合のSERS活性を測定した。Ramanシグナルとの比較において信号強度増加及び波長シフトを確認し、作製した金微細構造基板にSERS活性があることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Effect of laser irradiation on ZnO nanocrystal growth by nanoparticle-assisted pulsed laser deposition2013
Author(s)
Daisuke Nakamura, Tetsuya Shimogaki,, Yuki Muraoka, Shihomi Nakao, Kousuke Harada, Mitsuhiro Higashihata, Yoshiki Nakata, Hiroshi Ikenoue, Ttsuo Okada
Organizer
LPM 2013
Place of Presentation
Toki Messe, Niigata
Year and Date
20130723-20130723
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