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超高効率超高速赤外発光計測システムの開発と応用展開

研究課題

研究課題/領域番号 17K05505
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅰ
研究機関公益財団法人豊田理化学研究所

研究代表者

末元 徹  公益財団法人豊田理化学研究所, フェロー事業部門, フェロー (50134052)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードフェムト秒発光 / 赤外発光 / アップコンバージョン / 金属 / 非平衡電子系 / ナノ構造 / 半金属
研究成果の概要

本研究では、これまで実験技術的に困難であった超高速赤外発光の測定を高感度で迅速に行える装置を開発し、1桁以上の感度向上を達成するとともに、非専門家でも使いこなせる超小型可搬型の装置として完成させた。この装置を用いて、バルク金属における発光現象の解明を進め、ピコからフェムト秒領域での非平衡電子系の振舞いを、発光を通して研究する実験的手法と解析方法の基礎を築いた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

約50年前に発見されて以来、進展が遅かった金属における発光現象の理解を、大きく前進させた。生命科学の分野などで応用の進む金属ナノ粒子の発光の理解にも貢献が期待される。開発した装置は金属以外の物質(発光材料、生体物質など)にも応用可能であり、超高速赤外分光という新分野の開拓につながると期待される。また超高速赤外発光の計測技術は、レーザー加工など非可逆、非平衡過程の観察にも応用できる可能性がある。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Observation of femtosecond infrared luminescence in gold2019

    • 著者名/発表者名
      Suemoto Tohru、Yamanaka Ken-ichi、Sugimoto Noriaki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 100 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.125405

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高効率バンドパスフィルターを用いたフェムト秒発光スペクトロメータ2019

    • 著者名/発表者名
      末元徹
    • 雑誌名

      分光研究

      巻: 68 ページ: 156-159

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of electron decay dynamics in Pt nano-structures by femtosecond infrared luminescence2019

    • 著者名/発表者名
      Tohru Suemoto, Noriaki Sugimoto, Kazutaka Nishikawa, Ken-ichi Yamanaka and Shinji Inagaki
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences (Proceedings for Conference on Ultrafast Phenomena 2018)

      巻: 205

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 11族貴金属(Au, Ag, Cu)と10族金属(Pt, Pd, Ni)における発光ダイナミクスの比較2020

    • 著者名/発表者名
      末元徹、杉本憲昭、山中健一
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会(名古屋)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 金属における超高速赤外発光2019

    • 著者名/発表者名
      末元徹、山中健一、杉本憲昭
    • 学会等名
      日本分光学会年次講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Observation of intense femtosecond luminescence from bulk gold with microscopic surface roughness2019

    • 著者名/発表者名
      Tohru Suemoto, Ken-ichi Yamanaka and Noriaki Sugimoto
    • 学会等名
      20th International Conference on Dynamical Processes in Excited States of Solids (Christchurch, NZ)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AgとCuにおけるフェムト秒赤外発光ダイナミクスの観測2019

    • 著者名/発表者名
      末元徹、杉本憲昭、山中健一
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会(岐阜)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アルミニウムにおけるフェムト秒赤外発光2019

    • 著者名/発表者名
      末元徹、杉本憲昭、山中健一
    • 学会等名
      応用物理学会第80回秋季学術講演会(札幌)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 貴金属のフェムト秒赤外発光に対する表面形状の効果2019

    • 著者名/発表者名
      末元徹
    • 学会等名
      第 66回応用物理学会春季学術講演会 (東京)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 金における時間分解赤外発光で見た超高速電子ダイナミクス2019

    • 著者名/発表者名
      末元徹、杉本憲昭、西川和孝、山中健一、稲垣伸二
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会 (福岡)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Observation of electron decay dynamics in Pt nano-structures by femtosecond infrared luminescence (Poster)2018

    • 著者名/発表者名
      T. Suemoto, N. Sugimoto, K. Nishikawa, K. Yamanaka, S. Inagaki
    • 学会等名
      The 21th International Conference on Ultrafast Phenomena (Hamburg)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultrafast luminescence from platinum nano-dot, wire and bulk (Oral)2018

    • 著者名/発表者名
      T. Suemoto, N. Sugimoto, K. Nishikawa, K. Yamanaka, S. Inagaki
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed Matter and Nano Materials (Nara)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 白金ナノドット、ワイヤーおよびバルクにおける赤外超高速発光2018

    • 著者名/発表者名
      末元徹、杉本憲昭、西川和孝、山中健一、稲垣伸二
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会 (京都)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 白金ナノ構造における電子冷却過程のフェムト秒発光による観測2018

    • 著者名/発表者名
      末元 徹、杉本憲昭、西川和孝、山中健一、稲垣伸二
    • 学会等名
      第65回応用物学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] フェムト秒発光スペクトロメータの高感度化と自動化2018

    • 著者名/発表者名
      末元 徹,谷峻太郎,小林洋平
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 白金ナノ構造体における赤外超高速発光の観測2017

    • 著者名/発表者名
      末元徹, 杉本憲昭、西川和孝、山中健一、稲垣伸二
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-12-27  

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