2014 Fiscal Year Research-status Report
局所的に発現するナノ構造の強い光学活性の実態解明と物質系との相互作用への展開
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26410027
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| Research Institution | Institute for Molecular Science |
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Principal Investigator |
成島 哲也 分子科学研究所, 光分子科学研究領域, 助教 (50447314)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | キラリティ / 光学活性 / 金属ナノ構造体 / 近接場光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，ナノ構造体が発現する光学活性の機構と特性を，微視的なレベルから明らかにするものである。ナノスケールの分解能を有した独自の光学活性検出法を用い，ナノ構造体のどのような形状，そして構造内部のどこの部位が光学活性の発現に寄与するのかを解明する。さらに光学活性の起源となるナノ空間の局所光電場の特性と構造を既知とすることにより，この局所光電場を利用した検出や励起への応用も期待される。具体的な研究項目としては，以下の３つの項目を計画している。
１．設計したナノ構造体の光学活性の局所分布から「何が光学活性を与えるのか？」を解明する。 ２．ナノ構造体周辺の局所光電場の状態（偏光構造）の把握と光学活性の制御に挑む。 ３．物質との相互作用（光検出や光励起）に，ねじれた局所光電場が利用できるのかを探る。
初年度にあたる平成２６年度においては，主に，１と２に該当する部分について研究を進めた。
まず，基底となる基本構造を設定し，全体の形状の対称性を考慮しながらその基本構造を組み合わせ，また，厚みや大きさなどの構造パラメータについて系統的な調整を行い，発現する光学活性の制御に関するノウハウの蓄積を行った。これにより，掌性の制御や光学活性を発現する波長領域の拡張などが実現できた。また，理論計算による検討も行い，その機構の理解を深めた。
さらに，ナノ構造体により発現した局所光学活性を巨視系に抽出するための方策を探るため，形状の異方性に起因する誤差要因（直線二色性など）を低減できる観察手法を検討し，その実験装置を新規に構築した。これにより，より高感度かつ高確度で発現する光学活性分布の観察が行えるようになった。
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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
当初の研究目的の一つである，ナノ構造体により発現する光学活性の制御が，ある特定の条件においては可能となりつつある。また，その機構の理解についてはまだ十分ではないが，継続して検討を進める。高い信頼性で光学活性測定を行うための測定系を準備することを優先したため，発現した光学活性領域周辺の光電場や偏光の状態についての測定・解析は行うことができなかったが，前述の測定系を利用することにより次の段階としてスムーズに開始できる状態にある。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２７年度以降は初年度で行えなかった，ナノ構造体内部に発現する光学活性領域周辺の光電場や偏光の状態についての測定・解析を進める。また，新規に構築した測定系を近接場測定に対応できるようにし，ナノスケールでの観察を実現する。また，光学活性領域周辺のねじれた光局在電場を利用した物質系との相互作用への展開も具体的に進める。
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| Causes of Carryover |
３月３１日時点での支払額で報告しているため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究者としては，平成２６年度は実質82円の残額でほぼ全て執行済のため，特に今後の使用計画に変更は生じない。
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[Presentation] Fabrication and evaluation of plasmonic nanopore towards single molecule DNA sequencing2014
Author(s)
M. Tsukahara, S. Itoh, H. Yamazaki, K. Esashika, T. Narsushima, H. Okamoto, T. Saiki
Organizer
The international conference on Near-filed optics, Nanophotonics and related techniques (NFO13)
Place of Presentation
Snow bird mountain resort, Salt lake city, Utah, USA
Year and Date
2014-08-31 – 2014-09-04
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