電子線励起発光顕微法による表面プラズモンの光変換と伝播制御の研究

• 研究課題/領域番号: 21340080
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 山本 直紀 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (90108184)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円); 2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2010年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2009年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: 光物性 / 表面プラズモン / 電子顕微鏡 / 発光 / ナノプローブ / プラズモニックス / プローブ顕微鏡 / プラズモニクス / ナノ構造

研究概要

透過型電子顕微鏡の電子ビームによって励起された試料から放射される光を放射角度分解しながらスペクトル測定を可能にする角度分解カソードルミネッセンス装置を新たに開発した。この装置を用いて、プラズモニック結晶を含む様々な金属表面ナノ構造を介した表面プラズモンポラリトン(SPP)と光との相互変換機構、金属薄膜の導波路におけるSPPの伝播特性、および局在表面プラズモンによるルミネッセンス増強効果について研究を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Visualization of surface plasmon polariton waves in two-dimensional plasmonic crystal by cathodoluminescence (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Takeuchi and N. Yamamoto
  • 雑誌名: OPTICS EXPRESS 巻: Vol.19 ページ: 12365-12374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of surface plasmon polariton waves in two-dimensional plasmonic crystal by cathodoluminescence (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Takeuchi, N.Yamamoto
  • 雑誌名: OPTICS EXPRESS 巻: 19 号: 13 ページ: 12365-12374
  • DOI: 10.1364/oe.19.012365
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gap and Mie plasmons in individual silver nanospheres near a silver surface (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Yamamoto, S.Ohtani, F.J.Garcia de Abajo
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 11 ページ: 91-95
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gap and Mie plasmons in individual silver nanospheres near a silver surface (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Yamamoto, S. Ohtani, F. J. Garcia de Abajo
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: Vol.11 ページ: 91-95
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atom-Resolved Luminescence of Si(111)-7×7 Induced by Scanning Tunneling Microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Imada, M. Ohta and N. Yamamoto
  • 雑誌名: Appl. Phus. Express 巻: Vol.3 ページ: 45701-3
  • NAID: 210000014646
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atom-Resolved Luminescence of Si (111)-7x7 Induced by Scanning Tunneling Microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Imada, M.Ohta, N.Yamamoto
  • 雑誌名: Appl.Phys.Express 3
  • NAID: 10027014448
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cathodoluminescent Spectroscopic Imaging of Surface Plasmon Polaritons in a 1-Dimensional Plasmonic Crystal (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki and N. Yamamoto
  • 雑誌名: Opt. Express 巻: Vol.17 ページ: 23664-23671
  • 査読あり
• [雑誌論文] TEM-CL法による表面プラズモンの研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山本直紀、鈴木喬博、竹内健悟
  • 巻: Vol.44
  • ページ: 268-274
  • NAID: 130007788936
• [雑誌論文] Cathodoluminescent Spectroscopic Imaging of Surface Plasmon Polaritons in a 1-Dimensional Plasmonic Crystal (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Suzuki, N.Yamamoto
  • 雑誌名: Opt.Express 17 ページ: 23664-23671
  • 査読あり
• [雑誌論文] TEM-CL法による表面プラズモンの研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山本直紀、鈴木喬博、竹内健悟
  • 雑誌名: 顕微鏡 44 ページ: 268-274
  • NAID: 130007788936
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conversion of Surface Plasmon Polaritons to Light by a Surface Step (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Yamamoto and Takahiro Suzuki
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: Vol.93 ページ: 93114-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mapping plasmons in nanoantennas via cathodoluminescence (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Gomez-Medina, N. Yamamoto, M. Nakano and F. J. Garcia de Abajo
  • 雑誌名: New journal of Physics 巻: Vol.10 ページ: 15009-12
  • 査読あり
• [学会発表] 電子線励起発光顕微法による表面プラズモン導波路の特性評価IV (2012)
  • 著者名/発表者名: 和泉原大翼,山本直紀
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大
• [学会発表] プラズモニック結晶からのSmith-Purcell放射における強度異常 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山本直紀,加藤雅博, V. Myroshnichenko, F. J. Garcia de Abajo
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大
• [学会発表] 2次元プラズモニック結晶における表面プラズモンポラリトンのバンド構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森翼,山本直紀
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大
• [学会発表] プラズモニック結晶中のCavity II (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺裕朗,山本直紀
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大
• [学会発表] 正方格子プラズモニック結晶のバンドギャップ (2012)
  • 著者名/発表者名: 山本直紀,竹内健悟
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
• [学会発表] 六方格子プラズモニック結晶における表面プラズモンポラリトン (2012)
  • 著者名/発表者名: 森翼,山本直紀
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
• [学会発表] 1次元プラズモニック結晶中の表面プラズモン (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺裕朗,山本直紀
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
• [学会発表] 六方格子プラズモニック結晶における表面プラズモンポラリトン (2012)
  • 著者名/発表者名: 森翼, 山本直紀
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大
• [学会発表] 1次元プラズモニック結晶中の表面プラズモン (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺裕朗, 山本直紀
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大
• [学会発表] 正方格子プラズモニック結晶のバンドギャップ (2012)
  • 著者名/発表者名: 山本直紀, 竹内健悟
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大
• [学会発表] Visualization of SPP Standing Waves in Plasmonic Crystals by Cathodoluminescence (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Yamamoto, K.Takeuchi
  • 学会等名: ISSS-6
  • 発表場所: Tokyo in Japan
  • 年月日: 2011-12-12
• [学会発表] Band Structures of Surface Plasmon Polariton in Hexagonal Plasmonic Crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Mori, N.Yamamoto
  • 学会等名: ISSS-6
  • 発表場所: Tokyo in Japan
  • 年月日: 2011-12-12
• [学会発表] Band Structures of Surface Plasmon Polariton in Hexagonal Plasmonic Crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsubasa Mori, Naoki Yamamoto
  • 学会等名: the International Symposium on Surface Science-Towards Nano-, Bio-, and Green Innovation-(ISSS-6)
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] Cavities in Plasmonic Crystals studied by Cathodoluminescence (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Watanabe, Naoki Yamamoto
  • 学会等名: the International Symposium on Surface Science-Towards Nano-, Bio-, and Green Innovation-(ISSS-6)
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] Visualization of SPP Standing Waves in Plasmonic Crystals by Cathodoluminescence (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Yamamoto, K. Takeuchi
  • 学会等名: the International Symposium on Surface Science-Towards Nano-, Bio-, and Green Innovation-(ISSS-6)
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] 六方格子プラズモニック結晶の表面プラズモンポラリトン (2011)
  • 著者名/発表者名: 森翼,山本直紀
  • 学会等名: 日本物理学会2011秋季大会
  • 発表場所: 富山大
• [学会発表] プラズモニック結晶中のcavity (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡辺裕朗,山本直紀
  • 学会等名: 日本物理学会2011秋季大会
  • 発表場所: 富山大
• [学会発表] 電子線励起発光顕微法による表面プラズモン導波路の特性評価III (2011)
  • 著者名/発表者名: 和泉原大翼,山本直紀
  • 学会等名: 日本物理学会2011秋季大会
  • 発表場所: 富山大
• [学会発表] 2次元プラズモニック結晶の構造によるバンドギャップ変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山本直紀,竹内健悟
  • 学会等名: 日本物理学会2011秋季大会
  • 発表場所: 富山大
• [学会発表] Cathodoluminescence Induced by Surface Plasmon Polaritons in 2-Dimensional Plasmonic Crystals (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Takeuchi, N. Yamamoto
  • 学会等名: NSS6 Int. Workshop
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 2010-10-25
• [学会発表] 2次元プラズモニック結晶の表面プラズモンポラリトン (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹内健悟,山本直紀
  • 学会等名: 日本物理学会2010秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
• [学会発表] 電子線励起発光顕微法による表面プラズモン導波路の特性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 和泉原大翼,山本直紀
  • 学会等名: 日本物理学会2010秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
• [学会発表] Cathodoluminescence Induced by Surface Plasmon Polaritons in 2-Dimensional Plasmonic Crystals (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Takeuchi, N.Yamamoto
  • 学会等名: NSS6 Int.Workshop
  • 発表場所: Kobe, Japan
• [学会発表] Polarization Properties of CL from ZnO nanowires (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Asada, N.Yamamoto, G.Salviati, L.Lazzarini
  • 学会等名: NSS6 Int.Workshop
  • 発表場所: Kobe, Japan
• [学会発表] 2次元プラズモニック結晶の表面プラズモンポラリトン (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹内健悟, 山本直紀
  • 学会等名: 日本物理学会2010秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大
• [学会発表] 電子線励起発光顕微法による表面プラズモン導波路の特性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 和泉原大翼, 山本直紀
  • 学会等名: 日本物理学会2010秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大
• [学会発表] Light Emission of Surface Plasmon Excited by Fast Electrons (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Yamamoto
  • 学会等名: CLEO/Europe-EWEC2009
  • 発表場所: Munich, Germany
  • 年月日: 2009-06-14
• [学会発表] 金属表面のナノ構造からのプラズモン発光 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木喬博、山本直紀
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会
  • 発表場所: 仙台国際センター
• [学会発表] Light Emission of Surface Plasmon Excited by Fast Electrons (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Yamamoto
  • 学会等名: CLEO/Europe-EQEC 2009(招待講演)
  • 発表場所: ミュンヘン
• [図書] Cathodoluminescence of Surface Plasmon Induced Light Emission、The Transmission Electron Microscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Yamamoto
  • 出版者: ed. K. Maaz, InTech、Ch. 15
• [図書] "The Transmission Electron Microscope" Ch.15 (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Yamamoto
  • 総ページ数: 24
  • 出版者: InTech
• [図書] Cathodoluminescence of Nanomaterials,"Handbook of Nanophysics ; Nanoelectronics and Nanophotonics" (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Yamamoto
  • 出版者: Taylor & Francis Publisher(CRC Press)、Ch. 21