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対称金属ナノ構造と直線偏光を用いた不斉分子の高感度検出

研究課題

研究課題/領域番号 17H07330
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 物理化学
研究機関分子科学研究所

研究代表者

橋谷田 俊  分子科学研究所, メゾスコピック計測研究センター, 特別協力研究員 (40805454)

研究期間 (年度) 2017-08-25 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードキラリティ / 光学活性 / キラル相互作用 / プラズモン / 近接場光 / ナノ構造体 / 偏光制御 / 走査プローブ顕微鏡 / 表面増強分光法 / ナノ物質 / プローブ顕微鏡 / 偏光計測 / 偏光解析 / 近接場
研究成果の概要

本研究の目的は,単一の対称性の高い(キラルでない)金属ナノ構造が発生する強くねじれた(キラルな)光電場の制御法を確立し,制御した強くねじれた光電場を用いて高感度かつ簡便なキラル分子検出法を開発することである。本研究では,単一の金ナノロッドと直線偏光を組み合わせることで,ナノ構造の近くに発生する強くねじれた光電場のねじれの向きをアクティブ制御することに成功した。また,電磁気学理論シミュレーションにより,制御可能な強くねじれた光電場とキラル分子の相互作用効率を最大化するためのナノ構造の幾何構造デザインの指針を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的意義: キラリティの無い等方的な空間から,如何にしてキラリティの有る構造(例えば生体を構成するキラル分子)が創られたのかという問題は基礎物理科学として興味深い。本研究で我々は,キラリティの無いナノ物質と光を上手く組み合わせ,系全体の対称性を下げることで,ナノ物質の近くでキラリティの有る光を創出できることを示した。
社会的意義: 本研究で我々が示したナノ物質の近くで発生するキラリティの制御が可能な光を用いれば,簡単な光学系でキラル分子の検出が可能になる。これは,小型で携帯可能なキラル分子検出装置の構築を可能にし,家庭での日常的な生体情報計測によるヘルスケアに道を拓く可能性がある。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 15件、 招待講演 8件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] University of Glasgow(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Glasgow(United Kingdom)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Active Control of Chiral Optical Near Fields on a Single Metal Nanorod2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Hashiyada, Tetsuya Narushima, Hiromi Okamoto
    • 雑誌名

      ACS Photon.

      巻: 6 号: 3 ページ: 677-683

    • DOI

      10.1021/acsphotonics.8b01500

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectral properties of chiral electromagnetic near fields created by chiral plasmonic nanostructures2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Hashiyada, Kensaku Endo, Tetsuya Narushima, Yoshihiko Togawa, and Hiromi Okamoto
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Circularly Polarized Photoluminescence from Achiral Dye Molecules Induced by Plasmonic Two-Dimensional Chiral Nanostructures2018

    • 著者名/発表者名
      Khai Q. Le, Shun Hashiyada, Masaharu Kondo, Hiromi Okamoto
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 122 号: 43 ページ: 24924-24932

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b07297

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoscale chiral surface relief of azo-polymers with nearfield OAM light2018

    • 著者名/発表者名
      K. Masuda, R. Shinozaki, Y. Kinezuka, J. Lee, S. Ohno, S. Hashiyada, H. Okamoto, D. Sakai, K. Harada, K. Miyamoto, and T. Omatsu
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 26 号: 17 ページ: 22197-22197

    • DOI

      10.1364/oe.26.022197

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Active polarization control of optical fields localized on gold nano-rectangles2018

    • 著者名/発表者名
      Shun Hashiyada, Tetsuya Narushima, Hiromi Okamoto
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 10712 ページ: 58-58

    • DOI

      10.1117/12.2319312

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imaging Chirality of Optical Fields near Achiral Metal Nanostructures Excited with Linearly Polarized Ligh2018

    • 著者名/発表者名
      S. Hashiyada, T. Narushima and H. Okamoto
    • 雑誌名

      ACS Photon

      巻: 5 号: 4 ページ: 1486-1492

    • DOI

      10.1021/acsphotonics.7b01511

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of Chiral Optical Near-Fields with Non-Chiral Metallic Nanostructures and Linearly Polarized Light2017

    • 著者名/発表者名
      Shun Hashiyada, Tetsuya Narushima, Hiromi Okamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 10252 ページ: 1025214-1025214

    • DOI

      10.1117/12.2274900

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 金属ナノ構造における局在光電場のキラリティ2019

    • 著者名/発表者名
      橋谷田俊,成島哲也,岡本裕巳
    • 学会等名
      レーザー学会 第39回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spectral properties of chiral electromagnetic near fields created by chiral plasmonic nanostructures2018

    • 著者名/発表者名
      Shun Hashiyada, Kensaku Endo, Tetsuya Narushima, Yoshihiko Togawa, Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2018 “Annual Joint Symposia on Optics"
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] キラル磁気秩序のキラルプラズモン応答2018

    • 著者名/発表者名
      吉武侑耶,橋谷田俊,島本雄介, Francisco Goncalves,岡本裕巳,戸川欣彦
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] キラル金属ナノ構造体に局在するキラル光電場のスペクトル特性2018

    • 著者名/発表者名
      橋谷田俊,遠藤健作,成島哲也,戸川欣彦,岡本裕巳
    • 学会等名
      第79回 応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Mapping polarization states of plasmonic fields2018

    • 著者名/発表者名
      Shun Hashiyada, Tetsuya Narushima, Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Raman Spectroscopy (ICORS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spectral properties of chiral optical fields localized on chiral metal nanostructures2018

    • 著者名/発表者名
      Shun Hashiyada, Kensaku Endo, Tetsuya Narushima, Yoshihiko Togawa, Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      International Symposium on Chiral Magnetism (χ-mag 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanoscale imaging and control of chiral plasmons2018

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Okamoto, Shun Hashiyada, Tetsuya Narushima
    • 学会等名
      International Symposium on Chiral Magnetism (χ-mag 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of chiral optical fields in chiral metal nanostructures2018

    • 著者名/発表者名
      Shun Hashiyada, Kensaku Endo, Tetsuya Narushima, Yoshihiko Togawa, Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed Matter and Nano Materials (EXCON 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Imaging and control of chiral plasmons2018

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Okamoto, Shun Hashiyada, Tetsuya Narushima, Yoshio Nishiyama
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Nanophotonics (ICNP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Imaging and control of chiral plasmons2018

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Okamoto, Shun Hashiyada, Tetsuya Narushima, Yoshio Nishiyama
    • 学会等名
      The International Symposium on Plasmonics and Nano-photonics (iSNP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Active polarization control of optical fields localized on gold nano-rectangles2018

    • 著者名/発表者名
      Shun Hashiyada, Tetsuya Narushima, Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      The 5th Optical Manipulation Conference (OMC’18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of Chiral Light Confined in Nano Space2017

    • 著者名/発表者名
      Shun Hashiyada
    • 学会等名
      IMS Symposium "Cutting-Edge Researches in Coordination Chemistry and Photochemistry"
    • 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] 金ナノ長方形による近接場光の偏光制御2017

    • 著者名/発表者名
      橋谷田俊,成島哲也,岡本裕巳
    • 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] Imaging Chiral Plasmon2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Okamoto, Shun Hashiyada, Yoshio Nishiyama, Tetsuya Narushima
    • 学会等名
      JSAP-OSJ Joint Symposia “Plasmonics"
    • 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] Near-Field Imaging of Chiral Optical Fields on Plasmonic Materials2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Okamoto, Shun Hashiyada, Tetsuya Narushima, Yoshio Nishiyama
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics (META2017)
    • 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] Imaging of Local Chirality with Near-Field Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Okamoto, Shun Hashiyada, Tetsuya Narushima, Yoshio Nishiyama
    • 学会等名
      The 11th Asia-Pacific Conference on Near-Field Optics (APNFO11)
    • 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] Microscopic Circular Dichroism Imaging to Explore Materials Chirality2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Narushima, Shun Hashiyada, Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      29th International Symposium on Chirality (Chirality 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Circular Dichroism Imaging to Analyze Chirality in Materials2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Narushima, Shun Hashiyada, Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      16th International Conference on Chiroptical Spectroscopy (CD2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation of Chiral Optical Near-Fields with Non-Chiral Metallic Nanostructures and Linearly Polarized Light2017

    • 著者名/発表者名
      Shun Hashiyada, Tetsuya Narushima, Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      The 4th Optical Manipulation Conference (OMC’17)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/hashi-sh_n/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] researchgate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Shun_Hashiyada

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] ResearchGate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Shun_Hashiyada

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/hashi-sh_n/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 個人HP

    • URL

      http://www.geocities.jp/qiaoqutianjun/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-08-25   更新日: 2020-03-30  

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