2016 Fiscal Year Annual Research Report
The metal wire grid surface plasmon sensor by using the optical anisotropy of GaN
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26390082
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
元垣内 敦司 三重大学, 工学研究科, 准教授 (00303751)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 表面プラズモン / センサー / 屈折率 / 金属 / 回折格子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、GaNと金属ワイヤーグリッドを用いて、屈折率が1.5以上の媒質の高感度検出が可能な伝搬型表面プラズモンセンサーを実現することを目指し、次のことを目的に研究を行う。
これらの目標に対し、平成28年度はガラス基板上の1次元Au回折格子を用いて周期を変化させながら、屈折率1.36～1.70までの媒質のセンシングを行い、感度特性の評価を行った。作製した周期500nmの一次元回折格子で高屈折率媒質の検出が可能かどうか確認をした。高屈折率媒質として屈折率n =1.36～1.70を用いて, 各項屈折率媒質の周期及び入射角度依存性について確認した. シミュレーション結果及び実験結果より, Au-被測定媒質界面とAu-ガラス界面の2箇所でSPPが励起することが確認でき, シミュレーション結果と実験結果が一致した。また、このセンサーの感度を評価したところ、周期300～600nmでは約40°/RIUであったが、屈折率を高くするとFOM（Figure of Merit）が低くなることが分かった。この問題を解決するためには、周期を狭くすることが有効であることがシミュレーションで明らかになった。
以上の結果から、ガラス基板上1次元金属回折格子を用いることで屈折率1.5を超える媒質の検出ができたが、感度特性を改善するための方法を実験で明らかにすることが課題として残っている。今後この課題について解決していく予定である。また、これらの成果を踏まえ、GaN基板上でのセンサーの実現は可能であると考えられる。
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