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微小球共振器構造をもった電子線励起ナノ蛍光体の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19654061
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス・プラズマ
研究機関静岡大学

研究代表者

冨田 誠  静岡大学, 創造科学技術大学院, 教授 (70197929)

研究分担者 三村 秀典  静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (90144055)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2008年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2007年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード速い光 / 遅い光 / 微小球 / 群速度 / Q値 / 蛍光体 / 電子線 / ウイスパリング・ギャラリー・モード / 量子電磁気学
研究概要

アルコキシド法により微小球共振器構造をもった電子線励起ナノ蛍光体の開発の基礎的な物理を解明し、その特性を応用する目的で以下の研究を実施した。
平成19年度にシステム化した走査型電子顕微鏡(SEM)を改造した装置で、CL(Cathode Luminescence)による微小球蛍光体からの球の共鳴モード(ウイスパリング・ギャラリー・モード)に成功している。平成20年度は、電子線励起の特質を生かして球の共鳴モードの空間をマッピングする新しい実験を進めた。加速電圧を変化させることで電子線の進入長をミクロンオーダーで制御することが特徴となる。これによりウイスパリング・ギャラリー・モードの球表面からの分布を調べることが可能であることを実証した。観測結果はミー理論による球形の電磁場モードと比較した。すなわち、加速電圧が小さいときには、球の極めて表面近くのデッドレイヤーと呼ばれる非発光層を励起し、加速電圧を上昇させると、ウイスパリング・ギャラリー・モードが効率よく励起される。さらに加速電圧を上げることで、バルクの発光領域が励起される。これらの実験により、電子線は、レーザー励起など光学ビームに比べて光の波長以下に集光することが容易で、微小球上の共鳴モードの空間分布を調べることに有用であることが分かった。また、電子線励起レーザーについては、科研費期間終了後の現在も実験を進め、誘導放出の可能性を詳細に解析している。2年間の研究機関で、従来の物質探査による方法ではなく、量子電磁気学的(QED)な基盤に基づいた新しい蛍光体開発の可能性を明らかにできたと考えている。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Tunable Fano interference effect in coupled-microspheres resonator-induced transparency2009

    • 著者名/発表者名
      Makoto Tomita
    • 雑誌名

      Journal of Optical Society of America B26

      ページ: 813-818

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of normal and anomalous dispersions in a microsphere taper fiber system2009

    • 著者名/発表者名
      Makoto Tomita
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan 78

      ページ: 35001-35001

    • NAID

      110007138839

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determining the physisorption energies of molecules on graphene nanostructures by measuring the stochastic emission-current fluctuation2008

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Matsumoto
    • 雑誌名

      Physical Review E 77

      ページ: 31611-31611

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Depth profiling the whispering gallery modes in TiO2 : Eu3+ microspheres using cathode Luminescence2008

    • 著者名/発表者名
      Makoto Tomita
    • 雑誌名

      Optics Letters 33

      ページ: 336-338

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescence MDR features of Eu-doped TiO2 microspheres2008

    • 著者名/発表者名
      H. Ikari
    • 雑誌名

      Optical Materials 30

      ページ: 1323-1326

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescence MDR features of Eu-doped TiO2 microspheres2008

    • 著者名/発表者名
      H.Ikaxi, K.Okanishi, M.Tomita and T.Ishidate
    • 雑誌名

      Optical Materials 30

      ページ: 1323-1326

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determining the physisorption energies of molecules on grapheme nanostructres by measuring the stochastic emission-current fluctuation2008

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Matsumoto, Yoichiro Neo, Hidenori Mimura, Makoto Tomita
    • 雑誌名

      Physical Review E 77

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Depth profiling the whispering galery modes in TiO2:Eu3+ microspheres using cathode luminescence2008

    • 著者名/発表者名
      Tomita, Makoto; Ikari, Hiroshi; Mimura, Hidenori; Matsumoto, Takahiro
    • 雑誌名

      Optics Letters 33

      ページ: 336-338

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Slow light in coupled-resonator induced transparency2007

    • 著者名/発表者名
      Kouki Totsuka, Norihiko Kobayashi and Makoto Tomita
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 98

    • NAID

      120000794932

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of fast and slow pulse propagation through a microsphere-optical-fiber system2007

    • 著者名/発表者名
      Kouki Totsuka and Makoto Tomita
    • 雑誌名

      Physical Review E 75

    • NAID

      120000795097

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stabilization of electron emission from nanoneedles with two dimensional graphene sheet structure in a high residual pressure region2007

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Matsumoto, Yoichiro Neo, Hidellori Mimura, Makoto Tomita, and Nariyuki Minami
    • 雑誌名

      Applied.Physics.Letters 90

      ページ: 103516-103518

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Propagation of the centroid of arbitrary pulses through angularly dispersive systems2007

    • 著者名/発表者名
      Aminul Talukder, Shugo Kawakita, Makoto Tomita
    • 雑誌名

      Journal of Optical Society of America B 24

      ページ: 1406-1409

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical microsphere amplification system2007

    • 著者名/発表者名
      Kouki Totsuka and Makoto Tomita
    • 雑誌名

      Optics Letters 32

      ページ: 3197-3199

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Observation of Slow Light in Coupled-Resonator-Induced Transparency2008

    • 著者名/発表者名
      K. Totsuka
    • 学会等名
      CLEO/QELS 2008
    • 発表場所
      USA San Josa
    • 年月日
      2008-05-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Observation of slow and fast light in microsphere-optical fiber system2007

    • 著者名/発表者名
      Kouki Totsuka and Makoto Tomita
    • 学会等名
      Quantum electronics and laser science conference QELS
    • 発表場所
      Baltimore USA
    • 年月日
      2007-05-04
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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