| 研究課題/領域番号 |
22K19003
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分32:物理化学、機能物性化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
押切 友也 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (60704567)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022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 | 超螺旋光 / プラズモン / キラリティ / 角運動量 / ホットエレクトロン / 近接場 / 光－物質相互作用 / ホットキャリア |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、円偏光を近傍に閉じ込めて変調可能なプラズモンナノ構造を設計し、その近接場の性質を物質との光化学的相互作用を介して系統的に理解し、新規なナノ光反応場を創製することを目的とし、種々の金属ナノ構造の近接場のキラリティ発現原理を明らかにし、それがプラズモンホットキャリアや分子へと作用する挙動を光学計測、光電気科学計測、物質分析手段を用いて解析し、系統的に明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
近接場におけるoptical chiralityに着目し、電磁界シミュレーションによるその系統的な評価を行った。また、実験的計測可能な近接場の増強電場分布およびそのスペクトルとの比較検討を行うことで、近接場における光のキラリティの特性評価を行った。また、ナノ空間での光-物質相互作用の新たな方法論として、金属ナノ構造が示すプラズモンと光共振器とのモード結合を利用した。複数のプラズモン粒子が光共振器と結合した際に示す量子コヒーレンス現象を用い、新奇光化学反応場へと適用した。特に、コヒーレント相互作用下でプラズモンナノ粒子をキラルに配列させ、そのキラル光学応答の増強に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果により、量子コヒーレンスが近接場・遠方場における光のキラリティを誘起可能な新たな方法論を提案し、さらに内部量子収率の増大、ラマン散乱現象の均一化など、従来とは異なる様式で物質と相互作用することを明らかにした。
さらに、近接場キラリティの方法論として、近接場におけるoptical chiralityを数値シミュレーション的に求め、実験的に計測可能な電場増強と照合する方法論を提案した。
これらの新たな方法論は、従来手法では極めて小さかった円偏光と物質との相互作用を増大させ、新たな光物質科学へと展開可能であると期待される。
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