2010 Fiscal Year Annual Research Report
プラズモン増強電場による希土類ナノ結晶の光磁気効果の影響に関する研究
Publicly Offered Research
| Project Area | Strong Photons-Molecules Coupling Fields for Chemical Reactions |
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21020023
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
長谷川 靖哉 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80324797)
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| Keywords | ナノ結晶 / プラズモン / 希土類 / 光物性 / 磁気物性 |
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| Research Abstract |
これまで、ファラデー効果に理想的な物質として希土類ナノ結晶EuX(ユーロピウムカルコゲナイド:X=O,S,Se)の合成およびファラデー効果に関する研究を世界に先駆けて行ってきた。希土類ナノ結晶EuXのファラデー効果(光磁気効果)における表面プラズモンの電場増強効果を検討し、大きなファラデー効果増大および学術的機構解明を目的として、AuとEuSが結合した複合系ナノ粒子の合成を行った。
複合型ナノ粒子の合成は、平均粒子サイズ15nmの立方体型EuS結晶と平均粒子サイズ10nmの球状型Au粒子をトルエン中に入れ、ヘキサンジチオールを添加して撹拌することで得た。得られた複合ナノ粒子は透過型電子顕微鏡にて状態観察を行った。
さらに、吸収スペクトル測定により、複合型ナノ粒子におけるAuのプラズモン吸収バンドが長波長側へのおおきくシフトしていることが明らかとなった。これは、金ナノ粒子近傍に存在するEuSナノ粒子の影響と考えられる。
得られたEuS-Au複合ナノ粒子をポリマー(ポリメタクリル酸メチル)が溶解した有機溶媒中に分散し、キャスト法にて「EuS-Au複合ナノ粒子含有ポリマー薄膜」を作製した。得られたポリマー薄膜に1.5Tの磁場を印可し、偏光の回転角度変化(ファラデー効果)に関する測定を行った。この測定の結果、プラズモン吸収バンド領域の波長において、おおきく偏光回転角が変化することが分かった。本研究により、プラズモン電場増強下におけるファラデー効果増大に初めて成功した。
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