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金属ギャップ間のホットサイトを利用したプラズモニック非線形光学効果

研究課題

研究課題/領域番号 20043024
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関徳島大学

研究代表者

岡本 敏弘  徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 助教 (60274263)

研究分担者 原口 雅宣  徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (20198906)
福井 萬壽夫  徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (70035632)
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
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2008年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード局在表面プラズモン / 金属ギャップ / 非線形光学効果 / 第二高調波 / 光カー効果 / KTP / GaAs / 金
研究概要

金属ダイマーのナノギャップで生じる局在表面プラズモン(LSP)励起による電界増強効果を利用し、その周辺に配置した2次や3次非線形光学材料によって生じる第二高調波(SH波)や光カー効果の低入力パワー動作を実験的に証明するために次のことを行った。
1. 非線形光学効果を有する光一分子強結合反応場の作製
本特定領域研究内の微細加工グループの協力のもと、2次非線形光学材料のKTP基板、3次非線形光学材料のGaAs基板上に、金ダイマーをEBリソグラフィ技術で作製した。FE-SEM観察により、1辺80nm〜200nmの金ブロックのギャップ幅が5nm程度であることを確認した。また、顕微分光光学系を用いて1個の金ダイマーからの散乱光スペクトルを観測し、サイズの違いに応じたプラズモン共鳴スペクトルとなることを確認した。
2. 非線形光学特性の実験評価
波長900nmのチタンサファイアレーザ光(パルス幅100fs, 繰返し周波数82MHz)を入射光とし、暗視野顕微分光光学系を用いて、KTP基板上の金ダイマー1個で生じたSH波を観測した。SH波強度の金ダイマーの有無による違い、偏光依存性、サイズ依存性から、金ギャップ近傍のKTP内で励起されたLSPによる強い光電界によってSH波が生じたものと考えられる。しかし、基板と金の接触力を高めるために用いられている厚さ数nmのクロム層の存在により、金ダイマーのギャップとKTP基板との距離が離れてしまうことや、クロム層での光吸収があることが原因で、KTP基板内での光電界増強度が十分高められない問題があることが分かった。

報告書

(1件)
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (2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 (1件)

  • [雑誌論文] Nonlinear Optical Response of a CdS-Coated Ag Particle2008

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Okamoto, et.al.
    • 雑誌名

      Applied Physics Express 1

    • NAID

      10025080907

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 金属ダイマーの電場増強効果を用いた非線形光学効果2009

    • 著者名/発表者名
      岡本敏弘, 他
    • 学会等名
      第56回応用物理学会学関係連合講演会
    • 発表場所
      つくば市
    • 年月日
      2009-03-30
    • 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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