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金ナノ粒子の光学的マニピュレーションによる光機能性高感度センシングデバイスの開発

Research Project

Project/Area Number 15J04707
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Electron device/Electronic equipment
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

渡邊 真司  九州大学, システム情報科学府, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords金属ナノ構造 / 光マニピュレーション / 異方成長 / 表面増強ラマン散乱 / 微細構造制御 / 光成長 / 低次元構造 / 偏光
Outline of Annual Research Achievements

前年度までに,光機能性を持つナノ構造の制御手法として偏光を用いた金属の異方成長による新しい金属微細構造制御の手法の検討を行い,偏光板の消光比に相当する吸光度の差が0.045程度の顕著な配向性を持つ銀のナノ構造アレイを形成させることに成功している.
本年度は,上記の方法で作製した配向性の銀ナノ構造アレイが高い表面増強ラマン散乱の活性を有するであろうことから,これの微量物質検知への応用可能性を示すため,ローダミン6Gを用いた表面増強ラマン散乱活性の評価を行った.まず,単一の異方性長銀ナノ構造が球形のナノ粒子と比べて高い電場の増強を可能とし,さらにこれらの配向をそろえることによりアレイ全体での光の吸収・増強の効率を最大化することが可能である.また,アレイとした場合はナノ構造間の距離も大きく電場増強に寄与する.そのため,ここでは偏光を照射する時間を変えて成長規模を制御することで表面増強ラマン散乱活性を調整した.その結果,照射光のパワーを10 mW/cm2,中心波長を600 nm(FWHM 40nm)とし,1時間の照射によって成長させた配向性銀ナノ構造アレイは,非偏光を照射しながら成長させたものと比べて1.6倍程度の有意に大きい活性を示した.この結果は,提案したナノ構造の制御技術が高機能なセンサ開発において有用な手段であることを示すものである.
以上の内容を,1回の国際会議および1回の国内会議,国際論文誌であるThin Solid Filmsでの発表を行った.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Growth orientation control of metal nanostructures using linearly polarized light irradiation2017

    • Author(s)
      Masashi Watanabe, Chuanjun Liu, Kenshi Hayashi
    • Journal Title

      Thin Solid Films

      Volume: 621 Pages: 137-144

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2016.11.039

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Formation of Oriented Metal Nanostructures by Polarized Light Irradiation for Optical Sensing2016

    • Author(s)
      Masashi Watanabe, Fumihiro Sassa, Kenshi Hayashi
    • Organizer
      IEEE SENSORS 2016
    • Place of Presentation
      Orlando, Florida, USA
    • Year and Date
      2016-10-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 異方性光成長による金属成長核連結による配向性光学ナノ構造の作製2016

    • Author(s)
      渡邊 真司,佐々 文洋,林 健司
    • Organizer
      第33回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Place of Presentation
      長崎県
    • Year and Date
      2016-10-24
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] SERS signal evaluation of aggregated AuNPs using plasmonic resonance spectra2015

    • Author(s)
      荒木 聡,渡辺 真司,劉 傳軍,林 健司
    • Organizer
      平成27年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • Place of Presentation
      沖縄県
    • Year and Date
      2015-12-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Directed Growth of Metal Nanoparticles on Substrates by Polarized Light Irradiation2015

    • Author(s)
      Masashi Watanabe, Satoshi Araki, Kenshi Hayashi
    • Organizer
      IEEE SENSORS 2015
    • Place of Presentation
      Busan, South Korea
    • Year and Date
      2015-11-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SERSによるガスセンシングのための金ナノ粒子の堆積制御2015

    • Author(s)
      荒木 聡,古閑 智貴,渡辺 真司,劉 傳軍,林 健司
    • Organizer
      第32回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Place of Presentation
      新潟県
    • Year and Date
      2015-10-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] SERSガスセンサ用金ナノ粒子フィルムの開発2015

    • Author(s)
      荒木 聡,古閑 智貴,渡辺 真司,劉 傳軍,林 健司
    • Organizer
      E部門総合研究会
    • Place of Presentation
      福岡県
    • Year and Date
      2015-07-02
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Anisotropic Growth of Metal Nanoparticles on Substrate Using Linearly Polarized Light2015

    • Author(s)
      Masashi Watanabe, Satoshi Araki, Kenshi Hayashi
    • Organizer
      2015 International Forum on Functional Materials
    • Place of Presentation
      Jeju, South Korea
    • Year and Date
      2015-06-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 有機電子デバイス研究室

    • URL

      http://o.ed.kyushu-u.ac.jp/oedlab/Welcome.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report 2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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