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高アスペクト比キャビティ内への閉じ込め効果を用いた高感度バイオマーカー検出手法

研究課題

研究課題/領域番号 14J09884
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生産工学・加工学
研究機関東京大学

研究代表者

何 亜倫  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードPlasmonics / 3D nanostructures / nanocavities / coupling / Nanophotonics / Nanocavities / Nanofabrication / Optical vortices
研究実績の概要

In this research, a three-dimensional suspended nanofin-cavity structure consisting of metal-coated nanofins was designed and fabricated. Due to the coupling of plasmonic hot spots to the nanofin-cavities, strong optical flows turning light in a loop are sustained in the nanofin cavities and the optical properties of the nanofin-cavity structure change from being highly transparent to highly reflective at the resonance wavelength. Therefore, strong and tunable reflected resonances are realized in a very wide range from the NIR to IR region. A strong reflectance band can be tuned by varying the period of the nanofin cavities, and this presents a promising way to manipulate the nanofin cavities through the use of microsystems taking advantage of the suspended nanofin-cavity structure. In summary, a strong and narrow-band reflectance resonance due to the stringent condition of SPR arises with a bandwidth having a full width at half-maximum of 92 nm and a quality factor as large as 60 from the NIR to IR region using different order modes and also tunability by varying the period of the nanofins. Although this study concentrated on the filtering and switching properties in the IR and NIR region, which are of major interest for studying the fingerprint region and biosensing, the nanofin-cavity structure can be designed to suit the requirements of many other applications in the visible to the terahertz regions. The characteristics of the nanofin-cavity structure provide a new way to design band-pass filters, optical switches, sensor, and applications in the fingerprint region.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Loop-Turn Optical Flows with Spectral Selectivity in Suspended Plasmonic Nanofin-Cavity Structure2015

    • 著者名/発表者名
      Y.-L. Ho, M. Abasaki, and J.-J. Delaunay
    • 雑誌名

      ACS Photonics

      巻: 2 号: 6 ページ: 730-737

    • DOI

      10.1021/acsphotonics.5b00083

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Plasmonic hybrid cavity-channel structure for tunable narrow-band optical absorption2014

    • 著者名/発表者名
      Y.-L. Ho, G. Lerondel, and J.-J. Delaunay
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Technology Letters

      巻: 26 号: 19 ページ: 1979-1982

    • DOI

      10.1109/lpt.2014.2344011

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Independent light-trapping cavity for ultra-sensitive plasmonic sensing2014

    • 著者名/発表者名
      Y.-L. Ho, L.-C. Huang, E. Lebrasseur, Y. Mita, and J.-J. Delaunay
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 105 号: 6 ページ: 061112-061112

    • DOI

      10.1063/1.4893275

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Light trapping in finite arrays of metallic U-shaped cavities for sensing with high figure of merits2014

    • 著者名/発表者名
      Y.-L. Ho, Y. Lee, and J.-J. Delaunay
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Technology Letters

      巻: 26 号: 16 ページ: 1645-1648

    • DOI

      10.1109/lpt.2014.2329709

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hollow plasmonic U-cavities with high-aspect-ratio nanofins sustaining strong optical vortices for light trapping and sensing2014

    • 著者名/発表者名
      Y.-L. Ho, A. Portela, Y. Lee, E. Maeda, H. Tabata, and J.-J. Delaunay
    • 雑誌名

      Advanced Optical Materials

      巻: 2 号: 6 ページ: 522-528

    • DOI

      10.1002/adom.201400145

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Light manipulation with optical vortex in plasmonic nanofin cavity2015

    • 著者名/発表者名
      Y.-L. Ho
    • 学会等名
      JSPS 7th HOPE Meeting with Nobel Laureates
    • 発表場所
      The Prince Park Tower Tokyo and Tokyo Prince Hotel, Tokyo
    • 年月日
      2015-03-01 – 2015-03-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Plasmonic hybrid cavity-channel structure for tunable narrow-band optical absorption2014

    • 著者名/発表者名
      Y.-L. Ho, A. Gwiazda, G. Lorendel, and J.-J. Delaunay
    • 学会等名
      JSPS Core-to-Core Program: Nanoscale Electron-Photon Interactions via Energy Dissipation and Fluctuation International Workshop
    • 発表場所
      The University of Tokyo, Tokyo
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 光学フィルタ2015

    • 発明者名
      Y.-L. Ho, J.-J. Delaunay
    • 権利者名
      Y.-L. Ho, J.-J. Delaunay
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-01-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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