| 研究課題/領域番号 |
19H02434
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
村井 俊介 京都大学, 工学研究科, 助教 (20378805)
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| 研究分担者 |
冨田 恒之 東海大学, 理学部, 准教授 (00419235)
篠崎 健二 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (10723489)
中西 貴之 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主任研究員 (30609855)
徳留 靖明 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50613296)
石井 智 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (80704725)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
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| キーワード | プラズモニクス / 強結合状態 / ナノアンテナ / 光マネジメント科学 / 格子共鳴 / Mie共鳴 / 非コヒーレント指向性光源 / 磁気双極子 / 光源技術 / セラミックス / 光マネジメント / メタ表面 / ナノアンテナシール / 磁気光学 / 表面プラズモン / ナノシリンダー周期アレイ / プラズモニックアレイ / ナノ粒子周期アレイ / フッ化物ナノ粒子 / 照明 / ナノシリンダー周期アレイ、 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本計画で提案する光マネジメント科学とは，光エネルギーを光機能性材料へ自在に取入れ，閉込め，取出すための界面の設計指針である．３年間の研究でプラズモニックアレイを中心に，誘電体フォトニック結晶技術をはじめとする光学技術，ナノインプリントをはじめとする微細加工技術，金属・半導体・セラミックス材料合成技術を統合・整理しナノ構造の設計原理から作製技術までを包括する「光マネジメント科学」へと昇華する．
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| 研究成果の概要 |
金属および誘電体ナノ粒子の周期構造（＝ナノアンテナ）の作製技術および光学特性の研究を行った。蛍光体基板上にナノアンテナを作製し、蛍光の正面方向への優先的な取り出しを実現した。また、希土類含有ナノ粒子を合成し，ナノアンテナ上に塗布しアップコンバージョン蛍光の100倍超の強度増強を見出した．ナノアンテナ上に磁性体薄膜を塗布し，光磁気効果の表面プラズモンによる増強を調査した．急速加熱炉による熱処理でナノアンテナ性能の向上を試みた．金属ナノアンテナに対し酸化や化学的・機械的ダメージへの耐性付与の観点から，表面を耐火物で被膜することを試みた．またナノアンテナをフレキシブルな基板に転写する手法を開発した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ナノアンテナはナノ光学分野で生まれた概念で、光学顕微鏡下の学問として発展してきた。本研究ではナノアンテナを蛍光体と組み合わせることで指向性照明としての応用が可能であることを示した。これは学問上のみならず、産業的にもナノアンテナが有用であることを現わす。また様々な特性（発光波長・蛍光寿命・発光量子収率）を持つ蛍光体と組み合わせ可能で、さらに蛍光体のみならず磁性体との組み合わせも可能であることがわかり、ナノアンテナ応用の幅広さを見いだせた。
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