| 研究課題/領域番号 |
23H00270
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分30:応用物理工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
尾松 孝茂 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (30241938)
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| 研究分担者 |
宮本 克彦 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (20375158)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2028-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
46,670千円 (直接経費: 35,900千円、間接経費: 10,770千円)
2024年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2023年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
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| キーワード | 光渦 / キラル物質科学 / 特異点光学 / キラル秩序 / 物質制御 / 軌道角運動量 / キラル秩序化 / 光物性物理学 / 光マニピュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
螺旋波面の向きや螺旋度の異なる光渦の線形和で与えられるハイブリッド光渦が誘導する超螺旋化現象のメカニズムを解明し、光で物質を操作してキラリティー・多重度・方位角まで精緻に制御されたミクロンスケールの螺旋を所望の局所に創成しマクロに展開する究極の螺旋工学を展開する。
螺旋はキラリティーを持つ構造の一つであり、自然界に数多く存在する。物質を階層的に配列して螺旋を創り、螺旋に起因する機能を顕在化させる螺旋工学は、物理学・化学・生命科学の枠組を超えた重要な研究の一つである。
本研究では、ハイブリッド光渦が誘導する超螺旋化現象を学理へと昇華させ、所望の螺旋を創成しマクロに展開できる究極の螺旋工学を開拓する。
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| 研究実績の概要 |
螺旋波面の向きや螺旋度の異なる光渦の線形和で与えられるハイブリッド光渦が誘導する超螺旋化現象のメカニズムを解明し、光で物質を操作してキラリティー・多重度・方位角まで精緻に制御されたミクロンスケールの螺旋を所望の局所に創成しマクロに展開する究極の螺旋工学を展開する。螺旋はキラリティーを持つ構造の一つであり、自然界に数多く存在する。物質を階層的に配列して螺旋を創り、螺旋に起因する機能を顕在化させる螺旋工学は、物理学・化学・生命科学の枠組を超えた重要な研究の一つである。
本研究では、ハイブリッド光渦が誘導する超螺旋化現象を学理へと昇華させ、所望の螺旋を創成しマクロに展開できる究極の螺旋工学を開拓する。昨年度、すでに、非縮退ハイブリッド光渦の発生、さらには、アゾポリマー薄膜の表面レリーフ作成に着手している。今年度は、非縮退ハイブリッド光渦における内在的軌道角運度量と外因的軌道角運動量の干渉を定量的に可視化する。
非縮退ハイブリッド光渦の一つに0次, ‐1次の光渦の混成モードである光バイメロン、
光スキルミオンなどがある。これらの光の内在的軌道角運度量と外因的軌道角運動量の干渉を光異性化反応を介して光の軌道角運動量を反映した表面レリーフができるアゾポリマー薄膜に多様な非縮退ハイブリッド光渦を照射することで、ハイブリッド光渦の軌道角運動量の空間分布を可視化する。観測には、レーザー共焦点顕微鏡および原子間顕微鏡(ともに現有設備)を使用する。
＜研究項目3＞ハイブリッド光渦の軌道角運動量とスピン角運動量の干渉先述したアゾポリマー薄膜の表面レリーフ形成の実験から、外因的軌道角運動量と光のスピン角運動量は干渉することが理解できる。＜研究項目1・2＞で得られた知見をもとに光の内在的軌道角運動量と外因的軌道角運動量、さらには、スピン角運動量の干渉を理解できる統一理論モデルを構築する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
アゾポリマーにハイブリッド光渦を転写し、多重螺旋表面レリーフを形成するとともに非縮退ハイブリッド光渦の発生と表面レリーフ形成にも成功した。さらには、偏光を含む高次ハイブリッド光渦である光スキルミオンなどの偏光の渦構造を物質転写することに成功した。
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| 今後の研究の推進方策 |
ハイブリッド光渦による表面レリーフ形成の学理を完成させる。また、光重合などの他の現象へ展開する。
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