| 研究課題/領域番号 |
19K04496
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 千葉工業大学 |
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研究代表者 |
安川 雪子 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (10458995)
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| 研究分担者 |
小林 政信 千葉工業大学, 工学部, 教授 (70296325)
山根 治起 秋田県産業技術センター, 電子光応用開発部, 上席研究員 (80370237)
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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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 電気電子材料 / 磁性薄膜 / プラズモン効果 / 貴金属ナノ粒子 / 磁気光学効果 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
磁性膜の優れた磁気Kerr効果(以下「MOKE」;光と磁気の相互作用)に着目し、革新的原理に基づく高感度で高S／N比・高速センシング(以下「超高感度」)用のセンサ材料を開発する。
具体的には磁性膜とAuナノ粒子を組み合わせた「磁気プラズモニック物質」を扱う。本研究ではAuナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴から励起される電場と、磁性膜のMOKEを相互作用させてMOKEの増強を狙う。またAuナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴から励起される電場で磁性膜のスピン軌道相互作用(SOI)の増強も試みる。
以上をとおしてMOKEを飛躍的に増大した磁気プラズモニック物質を創成し、これをセンサ材料に展開する。
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| 研究成果の概要 |
磁性薄膜と貴金属ナノ粒子で構成される「磁気プラズモニック物質」について研究した。貴金属ナノ粒子が励起する局在表面プラズモン共鳴（LSPR）で増強電場を発生させ、磁気プラズモニック物質の磁気光学効果（MOKE）の増大を目指した。
高効率にLSPRを励起する貴金属ナノ粒子を含む磁気プラズモニック物質のMOKEを測定したところ、単層磁性膜と比較して約17倍のMOKEの増大が見られ、またLSPRの増強電場とMOKEとの相関を実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来研究では主に理論研究から、表面プラズモン共鳴やLSPRの増強電場によるMOKEの増大について報告されてきた。それに対し実験的アプローチによりLSPRとMOKEの増大とその相関を検証したのが本研究である。
複数の分光測定から貴金属ナノ粒子によるLSPRの励起を確認し、LSPRによる増強電場の定量的評価も試みた。磁気プラズモニック物質のMOKEが特に増大する光の波長において、顕著に電場が増強することを明らかにした。LSPRの励起、増強電場の定量、MOKEの増大を包括的に実験から実証したのが本研究の学術的意義である。このような物質は将来的に高感度センサや導波路等への応用を期待できる。
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