| 研究課題/領域番号 |
20K05359
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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30020:光工学および光量子科学関連
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
元垣内 敦司 三重大学, 工学研究科, 准教授 (00303751)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 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 | 表面プラズモン共鳴 / 伝搬型表面プラズモン / 非伝搬モード / ファノ共鳴 / 金属回折格子 / 量子ドット / 発光増強 / 白色光源 / 1次元金属回折格子 / 表面プラズモンセンサー / 2層型ワイヤーグリッド構造 / 局在型表面プラズモン / 表面格子共鳴 / 発光スペクトル / 白色レーザー / 光吸収 / 完全吸収体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では青色レーザー光で緑色や赤色で発光する量子ドットと金属回折格子の相互作用である表面プラズモン共鳴を利用した白色レーザーを実現することを最終目標として研究を行う。この目標に対し、金属回折格子に光を垂直入射させた時の非伝搬表面プラズモンモードに着目し、金属回折格子における非伝搬モードの表面プラズモン共鳴の存在を明らかにすること、非伝搬モードを用いた量子ドットのプラズモン発光増強の実現、非伝搬モードを用いた量子細線構造のプラズモン発光増強を用いた白色レーザーへの応用を目的として研究を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では青レーザー光と緑、赤色で発光する量子ドットと金属回折格子の相互作用である表面プラズモン共鳴を利用した白色レーザーを実現することを最終目標として研究を行った。
非伝搬モードを利用して量子ドットの発光増強を実現するところまではできなかったが、研究期間全体を通じて、非伝搬モードについては、非伝搬モードの物理的な挙動解明、Auの1次元回折格子からなる表面プラズモンセンサーを作製し、実験での非伝搬モードの実証を行うことができた。一方、量子ドットの発光増強については、表面プラズモン共鳴に起因すると考えられるAl薄膜上でのInP/ZnS量子ドットの発光増強を確認することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究を通して、非伝搬モードという定在する伝搬型表面プラズモンが発生するメカニズムを明らかにすることができて、表面プラズモンに関する新たな学術的知見を得ることができた。また、非伝搬モードを使った量子ドットの発光増強まで研究を進めることができなかったものの、金属薄膜上に量子ドットを塗布すると、発光増強が確認できたので、本研究の成果である非伝搬モードを用いることで顕著が量子ドットの発光増強が確認できれば、白色LED照明に変わる新たな照明デバイスへの応用に期待が持てると考えられる。
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