| 研究課題/領域番号 |
20K15119
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分28020:ナノ構造物理関連
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| 研究機関 | 分子科学研究所 |
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研究代表者 |
山西 絢介 分子科学研究所, メゾスコピック計測研究センター, 特別研究員 (00846115)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 光誘起力顕微鏡 / 光圧 / ナノフォトニクス / 非線形光学 / パルス光 / 原子間力顕微鏡 / 時間分解測定 / ポンプ・プローブ法 / ヘテロダインFM |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光学現象の各時間におけるダイナミクスをナノスケールで観測することができれば、局所的に生じている光学現象の全体像を明らかにすることが可能になる。その観測を実現するためには、高い信号の検出感度を持ち空間分解能の高い光学観測によって、時間分解測定が行われることが必要である。本研究では、原理的に信号の空間分解能が著しく高い光誘起力顕微鏡を用いて時間分解測定をポンプ・プローブ法によって実現する。この観測の実現によって、有機分子の光応答ダイナミクスや、量子ドットの励起-発光過程などが可視化され、発光材料の効率化、太陽光発電材料の効率化などへの応用が期待される。
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| 研究成果の概要 |
本研究計画は、パルス光を用いた光誘起力顕微鏡観測を行うことにより、高い時空間分解能での物質の光学応答を観測することを目的している。本研究では最初に、探針側面及び直下より光が導入可能な自家製の光誘起力顕微鏡の開発に成功した。しかしながら、パルス光を探針と試料に導入したところ当初の測定系では予想していなかった不安定な探針の動きを見せた。そのために本研究計画では試料の高次の分極率の観測の他に、分極率の非対角項に由来する双極子を光誘起力顕微鏡によって観測する発展的な取り組みを行った。その結果、物質のキラリティを反映する像をナノスケールで観測することに成功し、これまでにない測定が可能になった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究計画で開発した光誘起力顕微鏡は現存の装置の中で、最も高い信号雑音比を持ってる。そのため、開発した光誘起力顕微鏡を用いて更なる観測を続けていくことで、今後明らかになっていないナノ光学の学理構築が進んできことと考えられる。また、さらなる発展的な光誘起力顕微鏡の観測は、物質の様々な光応答を測定することが可能になり、化学的な材料や生体分子の評価にも応用することが可能になってくると考えられる。
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