| 研究課題/領域番号 |
19K05224
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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28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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研究代表者 |
宮内 良広 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 准教授 (70467124)
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| 研究分担者 |
大野 真也 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00377095)
島田 透 弘前大学, 教育学部, 准教授 (40450283)
梅村 泰史 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 教授 (70531771)
平田 靖透 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 助教 (50750692)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 光第二高調波発生 / 球形金ナノ微粒子 / 局在表面プラズモン / 顕微分光 / 表面局在プラズモン / 顕微法 / 局在プラズモン / 電気四重極子 / 金ナノ微粒子 / 双極子-双極子相互作用 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
新規プラズモニックデバイスとして期待される配列した金ナノ微粒子で構成されるメタ表面では局在表面プラズモンの磁気双極子が電気四極子と相互作用し、新しい共鳴モードが励起されることが予想されている。しかし、このような多極子共鳴ピークの観測は重要でありながら、実際上暗く、観測は困難である。本研究では金ナノ微粒子で起こる光第二高調波の散乱（SHレーリー散乱）が金ナノ微粒子の電気四極子に敏感に応答するという原理に着目し、またガラス基板内に一次元配列した金ナノ微粒子の個数や微粒子間隔等を精密に制御することにより、それらによって変調する一次元配列構造の電気四極子共鳴状態をSHレーリー散乱法を用いて解明する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、ガラス基板に作成された溝構造に球形金ナノ微粒子を入れて一次元的な配列構造を作成し、またそのAFM像を観測したところ、数10 nm程微粒子間隔が開く箇所がある不均一な配列となっていることが分かった。その光第二高調波(SH)信号の空間分布を観測したところ、信号分布は入射光の波長に依存して変化し、また電磁界計算の結果から、この実験結果は定性的にプラズモン共鳴周波数に対応した局所電場分布によって説明できることが分かった。このことから、SHG顕微分光法は一次元配列した金ナノ微粒子の微細な配列構造に応じたプラズモンの変調を感度良く観測できる手法であることが示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では光第二高調波発生(SHG)顕微分光法によって、一次元的に配列した金ナノ微粒子の微細な構造の乱れに応じた局在表面プラズモンの変調をサブマイクロンスケールで感度良く観測できる手法であることが示された。この様なSHG顕微法を用いればクローキングデバイスやメタ表面等に応用される基板に埋め込まれ、配列された金ナノ微粒子の微細な構造変化によるプラズモンの変調を感度良く観測することができ、より精密なプラズモンモードの制御を行う為のプローブとして活用されることが期待される。即ち、プラズモニックデバイス開発のための新規観測手法を導入したというところに本研究の社会的な意義がある。
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