2015 Fiscal Year Annual Research Report
金ナノ粒子一次元配列構造に閉じ込められた光電場の空間構造の可視化とその起源の解明
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26810001
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
島田 透 弘前大学, 教育学部, 講師 (40450283)
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2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 金ナノ粒子 / 近接場光学顕微鏡 / 第二高調波発生顕微鏡 / 表面増強赤外吸収 / 低次元 / 周期配列 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、金ナノ粒子が並んだ低次元配列構造に着目し、金ナノ粒子に閉じ込められた光電場の空間構造の可視化や電場増強機構の解明を行うことを目的とした。本年度は、昨年度の研究で確立した方法で作製した金ナノ粒子一次元配列構造に対し、（１）走査近接場光学顕微鏡を用いた光電場の空間分布の可視化および（２）第二高調波発生顕微鏡を用いた第二高調波発生の空間分布の可視化を行った。（１）の走査近接場光学顕微鏡を用いた観察からは、励起波長により光電場の空間分布が変化する可能性があることを示唆する結果が得られた。（２）の第二高調波発生顕微鏡を用いた観察では、第二高調波を効率的に発生させる一次元配列中の粒子数が、励起波長により異なることを明らかにした。また、このような第二高調波発生に対する最適粒子数が、励起波長に依存していることは、有限差分時間領域（FDTD）計算でも定性的に説明できることも明らかにした。本年度はさらに、球形ナノ粒子配列構造だけでなく、（３）四角形の金ナノ四角柱の配列構造の周期配列構造の作製にも挑戦し、表面増強赤外吸収現象の増強機構の解明を目指す研究にも取り組んだ。その結果、これまでの研究では不可能であった定性的な解析が可能になり、これまで着目されてこなかった非共鳴的な古典電磁気学的な増強機構で、増強の大部分が説明できることを明らかにした。またマクスウェル方程式と有効媒質近似を基本とする四角柱モデルにより、実験結果の約８割が再現できることを示した。
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