2013 Fiscal Year Research-status Report
プラズモン光電場の極限空間操作によるナノケミストリー
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25410003
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
片野 諭 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (00373291)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 走査トンネル顕微鏡 / 金属ナノ微粒子 / 局在表面プラズモン |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて、粒径数 nmの銀ナノ微粒子近傍に発生するプラズモン光電場を高い空間分解能で明らかにし、これまでにない光化学反応を強光電場に閉じこめられた単一分子の系で実現することである。ひとつひとつの銀ナノ微粒子を任意の場所に形成させて精密に配置する方法を開発し、従来にはないテーラーメイドによるプラズモン共鳴構造の作製を試みる。
平成25年度においては、STM探針を用いて望みの位置に銀ナノ微粒子を再現性よく形成させる方法を開発した。銀ワイヤーを電界研磨することにより、原子スケールで鋭利な銀探針を作製した。また、作製した銀探針の清浄度を走査電子顕微鏡を用いて確認した。銀探針を超高真空装置内に導入して、Si(111)基板のSTM観察を行った。その結果、原子スケールで良好な像を得ることができ、基板表面の清浄化に問題ないことを確認できた。銀探針でシリコン基板をSTM観察後、任意の場所に探針を固定して-6 V程度のサンプルバイアスを印加した。その結果、探針直下にナノ微粒子が形成されることを明らかにした。ナノ微粒子形成の印加電圧依存性を測定したところ、-7Vから-4 Vの間にナノ微粒子が形成されるしきい電圧があることがわかった。また様々な探針ー試料のギャップ間距離で実験をおこなったところ、電界蒸発によりナノ微粒子が形成されることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、東北大学に既に設置された超高真空装置をベースにして、必要にあわせてシステムのアップデートを行い実験環境を整備することができた。また、”望みの位置に銀ナノ微粒子をいかに再現性よく形成させることができるか”、が本研究の大きな課題の一つであった。この点については、電界蒸発を用いて精度良くナノ微粒子を形成させることが可能であることを本年度の研究により示すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
交付申請書に記載したとおり、STM探針を用いた銀微粒子の形状制御および、アトムマニピュレーションを用いた単一銀ナノ微粒子の移動操作に関する実験を行う予定である。、人工プラズモン光電増強場の空間制御により、銀ナノ微粒子の大きさ・形状に依存したナノ空間領域における光励起現象を調べ、増強される光電場の空間分布をナノスケールで可視化することを目指す。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
既存の超高真空システムに電離真空計等の真空部品を追加する必要があることが判明し、次年度請求の研究費と併せてその購入費用とするため繰り越しを行った。
実験装置関連の主な整備については平成25年度内に完了しており、次年度に備品等の高額物品の購入予定はない。主に超高真空装置を維持するための真空部品の消耗品、電気部品、解析ＰＣ、発表論文の投稿費用、研究成果の国内・国外学会発表旅費（共同で研究を行っている大学院生分も含む）に研究費を使用する予定である。
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