イオン性液体と液浸対物レンズを用いた新規顕微ユニットの多面的な分光計測への応用

• 研究課題/領域番号: 24510163
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 独立行政法人情報通信研究機構
• 研究代表者: 山田 俊樹 独立行政法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所ナノICT研究室, 主任研究員 (10359101)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2012年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 光学顕微鏡 / イオン性液体 / 単一分子分光 / 高真空 / 表面プラズモン / ラマン散乱

研究成果の概要

不揮発性のイオン性液体を屈折率マッチング媒体として用い、高開口数の液浸対物レンズを高真空中に置く光学配置を用いる新規顕微ユニットを様々な分光計測に応用した。単一分子分光においては、通常の高域照射の下でのデフォーカシングによって、単一分子からの蛍光の双極子放射に関連する単一分子の配向像を高真空中及び高純度窒素中において検出することに成功した。新規顕微ユニットを有する表面プラズモン顕微計測、ラマン散乱顕微計測系も構築した。イオン性液体の特異な物性の起源を理解するために、イオン性液体自体のテラヘルツ分光も行った。

研究成果

• [雑誌論文] Vibration Modes at Terahertz and Infrared Frequencies of Ionic Liquids Consisting of an Imidazolium Cation and a Halogen Anion (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Yamada, Yukihiro Tominari, Shukichi Tanaka, Maya Mizuno, and Kaori Fukunaga
  • 雑誌名: Materials 巻: 7 号: 11 ページ: 7409-7422
  • DOI: 10.3390/ma7117409
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of new microscope unit for single molecule spectroscopy under various ambient conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Yamada, Takahiro Kaji, Reiko Ueda
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 417 ページ: 012056-012056
  • DOI: 10.1088/1742-6596/417/1/012056
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organic-Inorganic Hybrid Devices (Single-Molecule Technology) (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Kaji, Toshifumi Terui, Toshiki Yamada, Reiko Ueda, Shin-ichiro Inoue, Akira Otomo
  • 雑誌名: Journal of the National Institute of Communications Technology 巻: 60 ページ: 29-41
  • NAID: 130008037089
• [雑誌論文] 有機・無機ハイブリッドデバイス（単一分子技術） (2013)
  • 著者名/発表者名: 梶貴博、照井通文、山田俊樹、上田里永子、井上振一郎、大友明
  • 雑誌名: 情報通信研究機構研究報告 巻: 59 ページ: 23-33
  • NAID: 130007759399
• [雑誌論文] Orientation Imaging of Single Molecule at Various Ambient Conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Yamada, Takahiro Kaji, Akira Otomo
  • 雑誌名: IEICE Trans. Electron. 巻: E96-C ページ: 381-382
  • NAID: 10031167369
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlled Spontaneous Emission of Single Molecules in a Two-Dimensional Photonic Band Gap (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Kaji
  • 雑誌名: Journal of the American Chemical Society 巻: 135 号: 1 ページ: 106-109
  • DOI: 10.1021/ja3115357
  • 査読あり
• [学会発表] ナノフォトニック構造と有機・天然材料を用いた光デバイス開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 梶 貴博、山田 俊樹、笠井 克幸、井上 振一郎、照井 通文、田中 秀吉、大友 明
  • 学会等名: 2014年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス（徳島県徳島市）
  • 年月日: 2014-09-23 – 2014-09-26
• [学会発表] Single molecule spectroscopy for quantum dots and organic molecules under various ambient conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Yamada, Takahiro Kaji, Rieko Ueda, Akira Otomo
  • 学会等名: Collaborative Conference on Materials Research (CCMR) 2013
  • 発表場所: Ramada Hotel, Jeju island, South Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Photonic-crystal-based platform to control spontaneous emission from single molecules (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Kaji, Toshiki Yamada, Shoji Ito, Hiroshi Miyasaka, Rieko Ueda, Shin-ichiro Inoue, Akira Otomo
  • 学会等名: The 10th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim, and The 18th OptoElectronics and Communications Conference/Photonics in Switching 2013 (CLEO-PR & OECC/PS 2013)
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center, Kyoto
• [学会発表] Photonic-crystal-based platform controlling spontaneous emission from single molecules (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Kaji, Toshiki Yamada, Shoji Ito, Hiroshi Miyasaka, Rieko Ueda, Shin-ichiro Inoue, Akira Otomo
  • 学会等名: 26th International Conference on Photochemistry (ICP 2013)
  • 発表場所: KU Leuven, Leuven, Belgium
• [学会発表] Control of spontaneous emission from single molecules in a photonic band gap of a two-dimensional photonic crystal slab (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Kaji, Toshiki Yamada, Shoji Ito, Hiroshi Miyasaka, Reiko Ueda, Shin-ichiro Inoue, Akira Otomo
  • 学会等名: Seventh International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE7)
  • 発表場所: 福岡国際会議場、福岡県
• [学会発表] 単一分子の発光制御を実現する2次元フォトニック結晶プラットフォームの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 梶貴博, 山田俊樹, 伊都将司, 宮坂博, 上田里永子, 井上振一郎, 大友明
  • 学会等名: 2013年第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学、神奈川県
• [学会発表] 2次元フォトニックバンドギャップ中の単一分子蛍光挙動の統計的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 梶貴博, 山田俊樹,上田里永子, 井上振一郎, 大友明
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会(2013)
  • 発表場所: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス、滋賀県
• [学会発表] Single molecule spectroscopy under various ambient conditions (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Yamada, Takahiro Kaji, Akira Otomo
  • 学会等名: The 7th International Symposium on Organic Molecular Electronics (ISOME2012)
  • 発表場所: NTT Musashino R&D Center, Tokyo
• [学会発表] Photonic crystals for enhancing fluorescence from single molecules (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Kaji, Toshiki Yamada, Shoji Ito, Hiroshi Miyasaka, Reiko Ueda, Shin-ichiro Inoue, Akira Otomo
  • 学会等名: The 10th International Conference on Nano-Molecular Electronics (ICNME2012)
  • 発表場所: Awaji Yumebutai International Conference Center, Hyogo
• [学会発表] 2次元フォトニックバンドギャップによる単一分子の自然放出抑制 (2012)
  • 著者名/発表者名: 梶貴博, 山田俊樹, 伊都将司, 宮坂博, 上田里永子, 井上振一郎, 大友明
  • 学会等名: 2012年光化学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス、東京都