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ナノ粒子含有・光共振用微小球

研究課題

研究課題/領域番号 16360322
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

柴田 修一  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00235574)

研究分担者 矢野 哲司  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (90221647)
研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
14,900千円 (直接経費: 14,900千円)
2005年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
2004年度: 8,700千円 (直接経費: 8,700千円)
キーワード微小球 / 光共振用微小球 / ゾル-ゲル法 / ハイブリッド材料 / 光カップリング / 光共振 / 光導波路 / 被覆した光共振用微小球 / テラス型ガラス微小球 / ラマン共振光 / 誘導ラマン / ファイバー光カップラー / シングルモード光ファイバー / ZnOナノ粒子 / 半導体ナノ粒子 / 金属ナノ粒子 / レーザー発振 / 光励起
研究概要

球状光共振器は、強い光閉じ込め効率(Q値)によりその内部において光と材料の相互作用を極限まで高めることが可能と期待されている。
1.微小球の励起・読みだし技術の検討を行った。
(1)シングルモード光ファイバーを曲げた状態で固定化し、研磨してコア部を露出させることにより光カップラーを作製した。カップラー研磨部に高屈折率(n_D=1.93)のガラス球(粒径:20-30μm)をマニピュレータを用いて接触配置し、Arイオンレーザー(波長514.5 nm)により励起して共振光の測定を行った。光導入に用いた光ファイバーのラマン光に由来する光共振とガラス球の励起によるラマン光共振の2つの異なる共振状態が出現することを見いだした。
(2)ガラス微小球に低屈折率の被覆を施す技術を開発し、励起に最適な構造を探索、検討した。高屈折率なガラス微小球(n_D=1.93、粒径30μm)にハイブリッド膜(n_D=1.49)を被覆し、被覆層の一端を平面にする「テラス構造」を提案・作製した。ラマン光励起実験を行い、テラス構造の基部にレーザー光を照射することにより、特異的に共振光を強めることに成功した。この手法により被覆した光共振用ガラス球において、誘導ラマンの発振を実現した。
2.ナノ粒子を添加した微小球を作製のため、その作製方法を検討した。
半導体ナノ粒子(ZnO)の合成プロセスを改善した。ガラス微小球の被覆層にナノ粒子を添加するため、高濃度にZnOナノ粒子を含有するハイブリッド膜の作製を検討した。既報の作製方法の約100倍の濃度で安定なナノ粒子の作製を行プロセスと、膜に添加する際にアミノ系安定化剤の添加により膜中でナノ粒子が安定化することを明らかにした。

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (28件) 図書 (8件)

  • [雑誌論文] Favrication of SIL Array of Glass by Surgace-Tension Technique2006

    • 著者名/発表者名
      T.Kishi, S.Shibata, T.Yano
    • 雑誌名

      Photonics WEST, San Jose, CA, USA SPIE 6126

      ページ: 27-27

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 微粒子とその規則配列が引き起こす高次光学機能2006

    • 著者名/発表者名
      柴田修一
    • 雑誌名

      セラミックス 41

      ページ: 334-335

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 単一微粒子からなる球状光共振器2006

    • 著者名/発表者名
      矢野哲司, 柴田修一
    • 雑誌名

      セラミックス 41

      ページ: 336-441

    • NAID

      10017414737

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication of SIL Array of Glass by Surface-Tension Technique2006

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo KISHI, Shuichi SHIBATA, Tetsuji YANO
    • 雑誌名

      Photonics WEST, San Jose, California USA, SPIE

      ページ: 6126-6127

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Assembly of Particles and Photonic Applications2006

    • 著者名/発表者名
      Shuichi SHIBATA
    • 雑誌名

      Seramikkusu (Japanese) 41

      ページ: 334-335

    • NAID

      10017414728

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Particle for Spherical Optical Cavity2006

    • 著者名/発表者名
      Tetsuji YANO, Shuichi SHIBATA
    • 雑誌名

      Seramikkusu (Japanese) 41

      ページ: 336-341

    • NAID

      10017414737

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Coated Microsphere as Spherical Cavity Raman Laser2005

    • 著者名/発表者名
      S.Shibata, S.Ashida, H.Segawa, T.Yano
    • 雑誌名

      13^<th> International Workshop on Sol-Gel Science and Technology, UCLA, Los Angels, USA

      ページ: 557-558

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 超半球型微小光学ガラスの作製と応用2005

    • 著者名/発表者名
      矢野哲司, 岸哲生, 柴田修一
    • 雑誌名

      応用物理 74・6

      ページ: 745-748

    • NAID

      10015674913

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 有機・無機ハイブリッドによる光機能材料の開発2005

    • 著者名/発表者名
      柴田修一
    • 雑誌名

      化学と工業 56・8

      ページ: 646-651

    • NAID

      40006845938

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Coated Microspheres as Spherical Cavity Raman Laser2005

    • 著者名/発表者名
      Shuichi SHIBATA, Shuhei ASHIDA, Hiroyo SEGAWA, Tetsuji YANO
    • 雑誌名

      13^<th> International Workshop on Sol-Gel Science and Technology, University of California, Los Angels, USA. J.Sol-Gel Science & Technology Special Issue(in press)

      ページ: 557-558

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Micromete-Size Super Spherical Glass for Optical Devices2005

    • 著者名/発表者名
      Tetsuji YANO, Tetsuo KISHI, Shuichi SHIBATA
    • 雑誌名

      Oyo Buturi (Japanese) 74

      ページ: 745-748

    • NAID

      10015674913

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Optical Devices by Sol-Gel Technology using Organic-Inorganic Hybrid Materials2005

    • 著者名/発表者名
      Shuichi SHIBATA
    • 雑誌名

      Kagaku to Kougyo (Japanese) 56

      ページ: 70-75

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Coated Microsphere as Spherical Cavity Raman Laser2005

    • 著者名/発表者名
      S.Shibata, S.Ashida, H.Segawa, T.Yano
    • 雑誌名

      13^<th> International Workshop on Sol-Gel Science and Technology (J.Sol-Gel Sci & Tech.Special Issue) (in Press)

      ページ: 66-67

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ゾルゲルプロセスによる光機能材料2005

    • 著者名/発表者名
      柴田 修一
    • 雑誌名

      日本材料科学会誌 材料の科学と工学 42・6

      ページ: 296-300

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 有機・無機ハイブリッドによる光機能材料の開発2005

    • 著者名/発表者名
      柴田修一
    • 雑誌名

      化学工業 56・8

      ページ: 646-651

    • NAID

      40006845938

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Hybrid Microspheres for Optical Application2004

    • 著者名/発表者名
      S.Shibata
    • 雑誌名

      XX International Congress on Glass, Kyoto, Japan

    • NAID

      120007016572

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High Refractive-Index Thin Films Derived from Organic-Inorganic Hybrid Materials2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Arai, T.Yano, S.Shibata
    • 雑誌名

      XX International Congress on Glass, Kyoto, Japan

    • NAID

      120006581738

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High Refractive Index Thin Film Derived from Organic-Inorganic Hybrid Materials2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Arai, T.Yano, S.Shibata
    • 雑誌名

      J. Ceram. Soc. Jpn, 112

    • NAID

      120006581738

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Preparation of Micrometer-Size Super Spherical Glasses for Optical Resonator2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kishi, S.Shibata, T.Yano
    • 雑誌名

      XX International Congress on Glass, Kyoto, Japan

    • NAID

      120006706682

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hybrid Microspheres for Optical Application2004

    • 著者名/発表者名
      Shuichi SHIBATA
    • 雑誌名

      XX International Congress on Glass, Kyoto, Japan I-11-020

    • NAID

      120007016572

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Gold Nanoparticle-Doped Microspheres of Optical Cavity structure2004

    • 著者名/発表者名
      Yusuke ARAI, Tetsuji YANO, Shuichi SHIBATA
    • 雑誌名

      XX International Congress on Glass, Kyoto, Japan O-14-015

    • NAID

      120007016569

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High Refractive Index Thin Films Derived from Organic-Inorganic Hybrid Materials2004

    • 著者名/発表者名
      Yusuke ARAI, Tetsuji YANO, Shuichi SHIBATA
    • 雑誌名

      J.Ceram.Soc.Jpn. 112

    • NAID

      120006581738

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Preparation of Micrometer-Size Super Spherical Glasses for Optical Resonator2004

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo KISHI, Shuichi SHIBATA, Tetsuji YANO
    • 雑誌名

      XX International Congress on Glass, Kyoto, Japan O-14-022

    • NAID

      120006706682

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hybrid Microspheres for Optical Application2004

    • 著者名/発表者名
      S.Shibata
    • 雑誌名

      XX International Congress on Glass

    • NAID

      120007016572

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Gold Nanoparticle-Doped Microspheres of Optical Cavity Structure2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Arai, T.Yano, S.Shibata
    • 雑誌名

      XX International Congress on Glass

    • NAID

      120007016569

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Hign Refractive Index Thin Films Derived from Organic-Inorganic Hybrid Materials2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Arai, T.Yano, S.Shibata
    • 雑誌名

      J.Ceram.Soc.Jpn 112

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Heat-Induced Precipitation and Light-Induced Dissolution of metal Nanoparticles in Hybrid Film2004

    • 著者名/発表者名
      S.Shibata, K.Miyajima, Y.Kimura, T.Yano
    • 雑誌名

      J.Sol-Gel Sci & Tech. 31

      ページ: 123-130

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] High Refractive-Index Microspheres as Optical Cavity Structure2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Arai, T.Yano, S.Shibata
    • 雑誌名

      J.Sol-Gel Sci & Tech. 32

      ページ: 189-194

    • NAID

      120006581714

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] ナノマテリアルハンドブック(光共振用微小球の作製と物性)2005

    • 著者名/発表者名
      柴田修一(分担執筆)
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      NTS(エヌ ティー エス)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] ナノテクノロジーへのゾルーゲル法の応用2005

    • 著者名/発表者名
      柴田 修一(分担執筆)
    • 出版者
      CMC 出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] Preparation and Properties of Spherical Cavity Microspheres (Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      Shuichi SHIBATA
    • 出版者
      Nanomaterial Handbook NTS
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] Application of Sol-Gel Techniques to Nanotechnology (Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      Shuichi SHIBATA
    • 出版者
      CMC Publication
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] ナノマテリアルハンドブック2005

    • 著者名/発表者名
      柴田修一(分担執筆)
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      光共振用微小球の作製と物性
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 機能性微粒子とナノマテリアル2004

    • 著者名/発表者名
      柴田 修一(分担執筆)
    • 出版者
      フロンティア 出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] Development of Functional Particles and Nano-Materials (Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      Shuichi SHIBATA
    • 出版者
      Frontier Publication
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] ナノマテリアルハンドブック2004

    • 著者名/発表者名
      柴田 修一(分担執筆)
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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