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金属ナノ構造の光学応答の定量解析

研究課題

研究課題/領域番号 20043012
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

田丸 博晴  東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任講師 (30292767)

研究期間 (年度) 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2008年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードナノオプティクス / ナノ材料 / 微小共振器
研究概要

金属ナノ構造の光学応答について、遠方場でのスペクトルやその強度について定量的な測定を行ない、基板や配列など、現実の観測環境の影響を考慮した定量解析を進めた。構造が数十ナノメートルのスケールであるため、基板と構造の距離は無視するには大き過ぎるが、コヒーレンス長の短い古典光源を用いたとしても、十分に干渉を示す程度には短いという特徴的な領域にあることが確認された。このことによって基板上の試料は透過分光と反射分光において異なるスペクトルを示し、また、反射分光においては表から入射する場合と裏から入射する場合でもスペクトルが異なることが、実験的にも、解析的にも示され、これらが良い一致を示すことが確認された。特にアンサンブルの系では、構造間の相互作用として、光近接場相互作用、伝搬波相互作用、基板や雰囲気からの近接場相互作用など多くのパラメータの影響が強く現れ、マクロな系としての応答を議論する上では単にナノ構造の形状のみを議論するのでは必ずしも十分では無いことが分かった。
一方で、このような系を数値的に解析する際に良く利用される、有限差分時間領域法(FDTD法)の解析精度についても検討を進めた。一般に単純な数値誤差だと理解されていたFDTD法の非収束性について、これまでにもそれが単純な誤差と考えるにはあまりにも系統的であると指摘してきたものであるが、これが、古典電磁気学における基礎的な事象によって説明できるということを確認した。連続体による表面に段差がある場合、この表面をTM波によって提起すると、段差に沿った磁気双極子モーメントが発生するということを示し、誤差の問題もこれに従って物理的な現象として解釈できるということを示した。

報告書

(1件)
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Pump and probe study in LaMnO3 thin films2008

    • 著者名/発表者名
      田丸博晴, 他
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 78

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of Stepped Surface in FDTD Simulations on Absoption Spectra from Plasmonic System2009

    • 著者名/発表者名
      田丸博晴, 他
    • 学会等名
      The 2nd European Topical Meeting on Nanophotonics and Metamaterials (nanometa 2009)
    • 発表場所
      ゼーフェルト(オーストリア)
    • 年月日
      2009-05-07
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 巨視的な金属表面構造の光学応答2009

    • 著者名/発表者名
      田丸博晴
    • 学会等名
      第7回プラズモニクスシンポジウム
    • 発表場所
      徳島大(徳島)
    • 年月日
      2009-03-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 巨視的な表面構造周辺の電磁場に関する考察(invited)2009

    • 著者名/発表者名
      田丸博晴
    • 学会等名
      分子研研究会「プラズモニック物質と分子科学研究」
    • 発表場所
      分子科学研究所(岡崎)
    • 年月日
      2009-01-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] FDTD法によるプラズモン計算とその精度(invited)2008

    • 著者名/発表者名
      田丸博晴
    • 学会等名
      東北大学電気通信研究所共同プロジェクト研究会「金属ナノ構造体とそのナノデバイス応用に関する研究」
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 年月日
      2008-10-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] A study of intrinsic error in FDTD calculations of plasmonic system, and its physical analogue2008

    • 著者名/発表者名
      田丸博晴, 他
    • 学会等名
      2nd international congress on advanced electrothagnetic materials in microwaves and optics(Metamaterials 2008)
    • 発表場所
      パンプローナ(スペイン)
    • 年月日
      2008-09-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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