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赤外共鳴プラズモニックナノ構造を活用した新規振動分光法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K13694
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関東京大学

研究代表者

芦原 聡  東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (10302621)

連携研究者 櫻井 敦教  東京大学, 生産技術研究所, 特任研究員 (90769770)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード超高速分光 / 振動分光 / プラズモニクス / 非線形分光 / 光計測
研究成果の概要

赤外超短パルスを用いた非線形振動分光法は,分子振動・構造ダイナミクス,モード間カップリングなど,分子の機能と構造に関わる貴重な知見を与える.ところが,信号の微弱性ゆえ,多数の同種分子が必要,観測可能なモードが限られる,といった課題を抱える.これらの課題解決を目指し,本研究では表面増強-非線形振動分光法を開発した.赤外域に共鳴をもつ金属ナノ構造を設計し,それを用いた赤外ポンプ・プローブ分光を行い,顕著な信号増強を達成した.反射配置についても同様の原理実証に成功した.本成果は,非線形振動分光において観測できるモード種を拡大するとともに単分子層・界面計測への可能性を拓く点で極めて重要である.

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 12件、 招待講演 8件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 赤外プラズモニクスで拓く超高速分光2018

    • 著者名/発表者名
      芦原 聡、草 史野、森近 一貴、櫻井 敦教
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 87 ページ: 116-116

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Near-Field Imaging of Infrared Nanoantenna Modes Under Oblique Illumination2017

    • 著者名/発表者名
      Usui Shingo、Kitade Shuta、Morichika Ikki、Kohmura Kensuke、Kusa Fumiya、Ashihara Satoshi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 121 号: 46 ページ: 26000-26006

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b08465

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced ultrafast infrared spectroscopy using coupled nanoantenna arrays2017

    • 著者名/発表者名
      Kusa F.、Morichika I.、Takegami A.、Ashihara S.
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 25 号: 11 ページ: 12896-12896

    • DOI

      10.1364/oe.25.012896

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antenna-enhanced Nonlinear Infrared Spectroscopy in Reflection Geometry2017

    • 著者名/発表者名
      I. Morichika, F. Kusa, A. Takegami and S. Ashihara
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 印刷中 号: 21 ページ: 11643-11649

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b01798

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhanced ultrafast infrared spectroscopy using coupled nanoantenna arrays2017

    • 著者名/発表者名
      F. Kusa, I. Morichika, A. Takegami and S. Ashihara
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Propagation length of mid-infrared surface plasmon polaritons on gold: impact of morphology change upon thermal annealing2016

    • 著者名/発表者名
      5.N. Hiramatsu, F. Kusa, K. Imasaka, I. Morichika, A. Takegami, S. Ashihara
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 120 号: 17 ページ: 173103-173103

    • DOI

      10.1063/1.4966934

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Ultrafast Proton/Deuteron Dynamics in Solid Oxide Observed with Infrared Pump-Probe Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      A. Sakurai, S. Ashihara
    • 学会等名
      XXI International Conference on Ultrafast Phenomena
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Antenna-enhancements of molecular vibrational responses in ultrafast infrared spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      I. Morichika, A. Sakurai, S. Ashihara
    • 学会等名
      XXI International Conference on Ultrafast Phenomena
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Antenna-enhanced high harmonic generation in a wide-bandgap semiconductor ZnO2018

    • 著者名/発表者名
      K. Imasaka, T. Kaji, T. Shimura, S. Ashihara
    • 学会等名
      XXI International Conference on Ultrafast Phenomena
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 赤外プラズモニクスを活用した超高速非線形分光2018

    • 著者名/発表者名
      芦原聡
    • 学会等名
      平成30年度 日本分光学会年次講演会 シンポジウム「先端的振動分光法の新しい技術と応用」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ultrafast Hydrogen Dynamics in Solid Oxide Observed by Infrared Pump-Probe Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      櫻井敦教, 芦原聡
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 赤外共鳴ナノアンテナを用いた超高速分光・振動ラダークライミング2018

    • 著者名/発表者名
      森近一貴, 櫻井敦教, 芦原聡
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 共鳴ナノアンテナを用いた固体の高次高調波発生(II)2018

    • 著者名/発表者名
      今坂光太郎, 梶智博, 志村努, 芦原聡
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 固体結晶GaSeにおける深紫外域の高次高調波発生(II)2018

    • 著者名/発表者名
      梶智博, 今坂光太郎, 篠原康, 金島圭佑, 石井順久, 板谷治郎, 石川顕一, 芦原聡
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Infrared Ultrafast Plasmonics Boosts Nonlinear Light-matter Interactions2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ashihara
    • 学会等名
      JSPS-EPSRC Collaborative Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Excitation and Probing of Infrared Nanoantenna Modes under Oblique Illumination2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kitade, S. Usui, I. Morichika, K. Kohmura, F. Kusa, S. Ashihara
    • 学会等名
      OSJ-OSA Joint Symposia in Optics & Photonic Japan 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Antenna-enhanced nonlinear infrared spectroscopy under internal reflection geometry2017

    • 著者名/発表者名
      I. Morichika, F. Kusa, A. Takegami, S. Ashihara
    • 学会等名
      CLEO/Europe-EQEC 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancement of linear/nonlinear optical responses of molecular vibrations using metal nanoantennas2017

    • 著者名/発表者名
      I. Morichika, F. Kusa, A. Takegami, S. Ashihara
    • 学会等名
      4th Optical Manipulation Conference in OPTICS & PHOTONICS International Congress
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 赤外共鳴ナノアンテナを用いた固体の高次高調波発生2017

    • 著者名/発表者名
      今坂光太郎, 梶智博, 志村努, 芦原聡
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会OPJ2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] バルク結晶を用いた深紫外高次高調波発生2017

    • 著者名/発表者名
      梶智博, 今坂光太郎, 金島圭佑, 石井順久, 板谷治郎, 芦原聡
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会OPJ2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 赤外共鳴ナノアンテナを用いた表面増強非線形分光2017

    • 著者名/発表者名
      森近一貴, 草史野, 竹上明伸, 芦原聡
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 赤外共鳴ナノアンテナを用いた表面増強非線形分光2017

    • 著者名/発表者名
      森近一貴, 草史野, 竹上明伸, 櫻井敦教, 芦原聡
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 共鳴ナノアンテナを用いた固体の高次高調波発生2017

    • 著者名/発表者名
      今坂光太郎, 梶智博, 志村努, 芦原聡
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 固体結晶GaSeにおける深紫外域の高次高調波発生2017

    • 著者名/発表者名
      梶智博, 今坂光太郎, 金島圭佑, 石井順久, 板谷治郎, 芦原聡, 森近一貴, 草史野, 竹上明伸, 芦原聡
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Infrared ultrafast plasmonics boosts nonlinear light-matter interactions2017

    • 著者名/発表者名
      S. Ashihara
    • 学会等名
      JSPS-EPSRC symposium
    • 発表場所
      London (UK)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mid-infrared Ultrafast Plasmonics and their Applications to Nonlinear Optical Phenomena2016

    • 著者名/発表者名
      S. Ashihara
    • 学会等名
      Optics & Photonic Taiwan, International Conference 2016
    • 発表場所
      Taipei (Taiwan)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nonlinear vibrational spectroscopy by using enhanced ultrashort-pulsed field2016

    • 著者名/発表者名
      I. Morichika, F. Kusa, A. Takegami, S. Ashihara
    • 学会等名
      OSJ-OSA Joint Symposia in Optics & Photonic Japan 2016
    • 発表場所
      Tokyo (Japan)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Near-field enhancements of mid-infrared femtosecond pulses upon collective plasmon excitations in metal nanorod arrays2016

    • 著者名/発表者名
      A. Takegami, F. Kusa, S. Ashihara
    • 学会等名
      3rd Optical Manipulation Conference in OPTICS & PHOTONICS International Congress
    • 発表場所
      Yokohama (Japan)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mid-infrared ultrafast plasmonics and their applications to nonlinear optical phenomena2016

    • 著者名/発表者名
      S. Ashihara
    • 学会等名
      10th Asia-Pacific Laser Symposium (APLS 2016)
    • 発表場所
      Jeju (Korea)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 中赤外プラズモニクスを活用した光-物質相互作用の制御2016

    • 著者名/発表者名
      芦原聡
    • 学会等名
      応用物理学会・量子エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      軽井沢(日本)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 赤外プラズモニクスで拓く超高速非線形光学2016

    • 著者名/発表者名
      芦原聡
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会OPJ2016 シンポジウム「赤外ナノフォトニクス」
    • 発表場所
      東京(日本)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中赤外フェムト秒パルスの電場増強とその非線形光学応用2016

    • 著者名/発表者名
      芦原聡
    • 学会等名
      電気電子情報通信学会 超高速光エレクトロニクス研究会 第3回研究会
    • 発表場所
      和光(日本)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 金表面における中赤外プラズモンポラリトンの伝搬長測定2016

    • 著者名/発表者名
      2.平松信義,草史野,竹上明伸,今坂光太郎,森近一貴,芦原聡
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会OPJ2016
    • 発表場所
      東京(日本)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 赤外超短パルスのプラズモニック増強場を用いた非線形振動分光2016

    • 著者名/発表者名
      森近一貴, 草史野, 竹上明伸, 芦原聡
    • 学会等名
      第77回応用物理学学術講演会
    • 発表場所
      新潟(日本)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 芦原聡研究室ホームページ

    • URL

      http://www.ashihara.iis.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 東京大学芦原研究室

    • URL

      http://www.ashihara.iis.u-tokyo.ac.jp/wordpress/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

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