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協同的プラズモニックモードによる微小球レーザーの低対称化と異方的発振

研究課題

研究課題/領域番号 17K19176
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

村井 俊介  京都大学, 工学研究科, 助教 (20378805)

研究分担者 岸 哲生  東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (90453828)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワードプラズモニックアレイ / 微小球レーザー / 蛍光ガラス / ガラス微小球 / 異方性発振
研究成果の概要

真球度の高いEu3+添加ガラス微小球の作製を行うとともに、得られた微小球をアルミニウムナノシリンダーアレイ上に固定し、光学顕微鏡下で励起し発光スペクトルを観察した。ウィスパリングギャラリーモード(WGM)のモード間隔がアレイによって変化することを見出した。1年半の研究を通じ、最終目標とする指向性ある微小球レーザーの作製には至らなかったものの、真球度の高い微小球の作製及びアレイ基板の作製と、最終目標に必要な要素の研究を行うとともに、両者を組み合わせた際のモード変調を観察することができた。今後研究を継続することで目標達成を試みる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的には、微小球に励起されるウィスパリングギャラリーモードと金属ナノ粒子の周期アレイ構造(プラズモニックアレイ)の相互作用を確認することができた。これは今後の指向性微小球レーザー開発につながる基礎的・萌芽的な成果である。社会的には、次世代レーザー光源の開発につながる重要な成果を挙げた。今後詳細な実験を行うことで、さらに大きな学術的・社会的なインパクトのある成果が挙げられると考えている

報告書

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

研究成果

(12件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 学会発表 備考

  • [雑誌論文] Photoluminescence decay rate of an emitter layer on an Al nanocylinder array: effect of layer thickness2019

    • 著者名/発表者名
      Kawachiya Yuki、Murai Shunsuke、Saito Motoharu、Fujita Koji、Tanaka Katsuhisa
    • 雑誌名

      Journal of the Optical Society of America B

      巻: 36

    • DOI

      10.1364/josab.36.0000e1

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On-chip fabrication of micrometer-size super-hemispherical and spherical optical devices from molten glass droplets2018

    • 著者名/発表者名
      KISHI Tetsuo
    • 雑誌名

      J. Ceram. Soc. Japan

      巻: 126 号: 7 ページ: 495-503

    • DOI

      10.2109/jcersj2.18030

    • NAID

      130007387296

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Preparation of Highly Terbium-oxide-containing Aluminate Glass Microspheres by the In-Flight Melting Method and their Magnetic Properties2018

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Aoyagi, Tetsuo Kishi, Nobuhiro Matsushita, Tetsuji Yano
    • 学会等名
      ICG annual meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際共著/国際学会である
  • [学会発表] ナノシリンダーアレイを用いた紫外領域での協同プラズモニックモードの励起と希土類錯体の発光増強効果2018

    • 著者名/発表者名
      河内谷 佑季・ 村井 俊介・ 藤田 晃司・田中 勝久
    • 学会等名
      平成30年度 第4回半導体エレクトロニクス部門委員会 第2回研究会 平成30年度 第2回ナノ材料部門委員会 第1回研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ナノシリンダーアレイによる紫外領域での協同プラズモニックモードの励起と希土類錯体の発光増強効果2018

    • 著者名/発表者名
      河内谷 佑季・ 村井 俊介・ 藤田 晃司・田中 勝久
    • 学会等名
      第16回京都大学福井謙一記念研究センターシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 窒化物プラズモニックナノ粒子アレイの光学特性と可視発光増強2018

    • 著者名/発表者名
      村井 俊介,鎌倉 涼介,藤田 晃司,田中 勝久
    • 学会等名
      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] アルミニウムナノシリンダーアレイ における紫外協同プラズモニックモードの励起とEu錯体層の発光増強効果2018

    • 著者名/発表者名
      河内谷 佑季・ 村井 俊介・ 齋藤 元晴・阪本 浩之・藤田 晃司・田中 勝久
    • 学会等名
      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] メソポーラスシリカ薄膜で被覆したプラズモニックナノシリンダーアレイの環境応答性2018

    • 著者名/発表者名
      阪本浩之、村井俊介、藤田晃司、田中勝久
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2018年年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 窒化ジルコニウムプラズモニックナノ粒子アレイの光学特性2018

    • 著者名/発表者名
      鎌倉涼介、村井俊介、藤田晃司、田中勝久
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2018年年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation of Surface-Plasmon-Enhanced Visible and Near-infrared luminescence from Rare earth ions in Aluminoborate Glasses Containing Ag Nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      Yuan GAO, Shunsuke MURAI, Koji FUJITA, and Katsuhisa TANAKA
    • 学会等名
      The 34th International Japan-Korea Seminar on Ceramics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際共著/国際学会である
  • [学会発表] Plasmonic Properties of Titanium Nitride in the Visible and Near Infrared Regions2017

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Kamakura, 〇Shunsuke MURAI Koji FUJITA, Katsuhisa TANAKA
    • 学会等名
      The 34th International Japan-Korea Seminar on Ceramics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際共著/国際学会である
  • [備考] 京都大学大学院工学研究科材料化学専攻応用固体化学研究室

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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