| 研究課題/領域番号 |
21K14594
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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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| 審査区分 |
小区分32010:基礎物理化学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 (2023)
中央大学 (2022)
国立研究開発法人理化学研究所 (2021) |
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研究代表者 |
橋谷田 俊 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (40805454)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | キラリティ / 偏光計測 / 近接場光 / スネルの法則 / 禁制光 / 電磁キラリティ（Zilch）保存則 / プラズモン / ナノ物質 / 電磁キラリティ保存則 / 電磁キラリティ散逸 / 光のスピン角運動量 / 電磁キラリティ / 保存則 / 金属ナノ構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
キラル金属ナノ構造の近傍に局在するキラル近接場光のスペクトル特性を明らかにできれば，高感度キラル分光法への応用が期待できる。そこで本研究では，ナノ構造を担持する基板によって伝搬光に変換される近接場光（禁制光）のみを偏光解析・分光検出することで，キラル近接場光のスペクトルが迅速に得られる手法を開発する。本研究で開発する手法を様々な構造因子を持つナノ構造に適用することで，キラル近接場光のスペクトル特性を決めるナノ構造の物性因子を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
キラル（左右非対称）な金属ナノ構造の近傍に局在するキラルな特性を有する近接場光のスペクトル特性を明らかにできれば，キラル近接場光を用いた高感度なキラル分子分光法の開発が期待できる。本研究では，ナノ構造を担持する基板によって伝搬光に変換される近接場光（禁制光）を偏光解析・分光検出することで，キラル近接場光のスペクトルが迅速に得られる手法を開発することを目指している。この手法の開発に必要な要素技術，すなわち4f光学系を組み込んだ光学顕微鏡，高精度偏光スペクトル計測装置，電磁キラリティ（Zilch）保存則を利用したキラル近接場光の理論解析手法を開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生体機能の発現に物質のキラリティが重要な役割を担っている。物質キラリティを検出する方法としてキラルな光である円偏光を用いた方法が広く用いられているが，キラル物質のサイズに比べて円偏光のサイズ（波長）が数100倍も大きいことに起因して，キラル物質と円偏光の相互作用は弱く，そのため検出感度が低いという問題があった。相互作用効率を向上させる方法として空間的波長が短いキラル近接場光の利用が期待されているが，非伝搬光であるためにその特性は十分に解明されていない。本研究成果はキラル近接場光の特性解明に貢献するものと期待される。
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