| 研究課題/領域番号 |
20K15145
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分28050:ナノマイクロシステム関連
|
|---|
| 研究機関 | 北海道大学 |
|---|
研究代表者 |
Pin Christophe 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (50793767)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
|
|---|
| キーワード | vanadium dioxide / Mott transition / nonlinear optical force / spin-orbit coupling / nanoparticle rotation / hydrothermal synthesis / plasmonic nano-switch / angular momentum / optical tweezers / electronic nano-switch / nanoparticle deposition |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
二酸化バナジウム（VO2）は、絶縁体-金属相転移が室温付近かつ低電圧で制御できるため有望な材料となっております。ナノスケールサイズでの加工ができると、超高速の電子応答、僅かな原材料、低消費電力なスイッチング電子デバイスが実現されます。本申請研究では、プラズモニックナノギャップアンテナを用いてVO2 ナノ粒子を所望の位置で捕捉・設置することにより、VO2 の単一ナノ粒子スイッチングデバイスの実現を目指します。金ナノアンテナの光学的、熱的、電気的応答を最適化した後、VO2スイッチング素子の製造と各種の特性評価を行います。
|
| 研究成果の概要 |
VO2ナノ粒子の光操作は初めて研究された。集光ガウス又はラゲールガウスビームを用いて、VO2の熱誘起相転移による非線形光学トラッピングが実証された。円偏光を用いて、捕捉された粒子の軌道回転が達成された。スピン・軌道角運動量変換機構は、ミー共鳴による指向性散乱光に依存することがわかった。VO2ナノ粒子の成長中に回転方向が反転することが実証された。
レーザー誘起水熱合成により、アルミナコート金薄膜上に1μm大のVO2マイクロディスクを作製した。プラズモン支援水熱合成により、金-VO2ヘテロナノ構造（金ナノディスク上のVO2ナノシェル）を作製した。プラズモン共鳴によるVO2合成の促進が実証された。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
New fabrication techniques of vanadium dioxide (VO2) nanodevices are important for the fabrication of ultrafast, low-energy electronic or optical switching devices. New optical manipulation techniques are important to further understand interactions between light and nanoparticles.
|
