表面プラズモンの誘導放出による次世代型ナノ情報発生源の開発

• 研究課題/領域番号: 24656385
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 藤田 晃司 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50314240)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 表面プラズモン / ナノレーザー / プラズモニクス / 誘導放出

研究概要

数値計算の手法を用いて，利得をもつ半径100ナノメートルのシリカ粒子に10ナノメートル厚のAgキャップを被せた構造に対して光を入射し，入射方向をさまざまに変えたときのプラズモンの挙動を解析した結果，(1) 電気四極子のプラズモン共鳴モードが指向性をもつスぺーザーをもたらすこと，(2) 入射光の方向に依存せず，金属キャップの軸方向に沿って電磁波が放出されること，(3) 球状の誘電体ナノ粒子のまわりを完全に金属で覆った構造に比べて，金属キャップの構造の方が放出される電磁波の強度が高いことなどが明らかになった．

研究成果

• [雑誌論文] 貴金属を補完するプラズモニクス材料-ナノフォトニクス材料としての導電性セラミックス- (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤田晃司,村井俊介
  • 雑誌名: セラミックス 巻: Vol. 49, No.6 ページ: 508-514
  • 査読あり
• [雑誌論文] 貴金属を補完するプラズモニクス材料 －ナノフォトニクス材料としての導電性セラミックス－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤田晃司，村井俊介
  • 雑誌名: セラミックス 巻: 49
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropic growth of zinc oxide pillars on silver nanoparticles by oblique angle deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Murai, T. Matoba, C. T. Nelson, T. Komine, K. Fujita, X. Pan, and K. Tanaka
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 121 号: 1416 ページ: 710-713
  • DOI: 10.2109/jcersj2.121.710
  • NAID: 130004480200
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal-Dielectric Core-Shell Nanoparticles: Advanced Plasmonic Architectures Towards Multiple Control of Random Lasers (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Meng, K. Fujita, Y. Moriguchi, Y. Zong, and K. Tanaka
  • 雑誌名: Adv. Opt. Mater. 巻: 1 号: 8 ページ: 573-580
  • DOI: 10.1002/adom.201300153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wavelength-Tunable Spasing in the Visible (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Meng, A. V. Kildishev, K. Fujita, K. Tanaka, and V. M. Shalaev
  • 雑誌名: Nano Lett. 巻: 13 号: 9 ページ: 4106-4112
  • DOI: 10.1021/nl4015827
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced Magneto-optical Properties of Semiconductor EuS Nanocrystals Assisted by Surface Plasmon Resonance of Gold Nanoparticles (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: なし 号: 43 ページ: 14438-14445
  • DOI: 10.1002/chem.201302259
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unidirectional Spaser in Symmetry-Broken Plasmonic Core-Shell Nanocavity (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Meng, U. Guler, A. V. Kildishev, K, Fujita, K. Tanaka and v. M. Shalaev
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 号: 1
  • DOI: 10.1038/srep01241
  • NAID: 120005540861
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Gold-Silica Core-Shell Nanoparticles with Tunable Shell Thickness (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Moriguchi, X. Meng, K. Fhjita, S. Murai, and K. Tanaka
  • 雑誌名: 粉体および粉末冶金 巻: 60 号: 2 ページ: 49-54
  • DOI: 10.2497/jjspm.60.49
  • NAID: 10031157221
  • ISSN: 0532-8799, 1880-9014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tuning the Wavelength of Amplified Spontaneous Emission Coupled to Localized Surface Plasmon (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Murai, Y. Tokuda, K. F司ita, and K. Tanaka
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 101 号: 3
  • DOI: 10.1063/1.4736408
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomically Smooth and Single Crystalline Indium Tin Oxide Thin Film with Low Optical Loss (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Yasuhara, S. Murai, K. Fujita, and K. Tanaka
  • 雑誌名: Physica Status Solidi C 巻: 9 号: 12 ページ: 2533-2536
  • DOI: 10.1002/pssc.201200303
  • 査読あり
• [学会発表] 近赤外領域におけるITO 薄膜のプラズモニック特性の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鎌倉涼介,藤田晃司,村井俊介,田中勝久
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2014年年会
  • 発表場所: 慶応大学日吉キャンパス,神奈川県
• [学会発表] 導波路と局在表面プラズモンの複合モード励起によるCe^<3+>ドープY_3Al_5O_<12>薄膜の発光制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山中康輔,村井俊介,藤田晃司,田中勝久
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2014年年会
  • 発表場所: 慶応大学日吉キャンパス,神奈川県
• [学会発表] 近赤外領域におけるITO薄膜のプラズモニック特性の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鎌倉涼介，藤田晃司，村井俊介，田中勝久
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2014年年会
  • 発表場所: 慶応大学日吉キャンパス，神奈川県
• [学会発表] 導波路と局在表面プラズモンの複合モード励起による Ce3+ドープY3Al5O12薄膜の発光制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山中康輔，村井俊介，藤田晃司，田中勝久
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2014年年会
  • 発表場所: 慶応大学日吉キャンパス，神奈川県
• [学会発表] ナノアンテナによる蛍光材料の発光強度増強と発光指向性の付与 (2013)
  • 著者名/発表者名: 村井俊介,藤田晃司,田中勝久,J. Gomez Rivas
  • 学会等名: 第349回蛍光体同学会講演会
  • 発表場所: 科学会館ホール,東京都
  • 年月日: 2013-08-02
• [学会発表] High-Quality Conductive Oxide Thin Films as Alternative Plasmonic Materials to Noble Metals (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Murai, K. Fujita, R. Yasuhara, and K. Tanaka
  • 学会等名: 6th International conference on Surface Plasmon Photonics (SPP6)
  • 発表場所: Ottawa, Canada
• [学会発表] Transparent Conductive Oxide Thin Films as Plasmonic Materials in the Infrared Region (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Murai, K. Fujita, R. Yasuhara, Y. Daido, and K. Tanaka
  • 学会等名: The 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: Doshisya University, Kyoto
• [学会発表] ナノインプリント法によるナノアンテナの作製と蛍光材料の発光挙動制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 村井俊介,J. Gomez Rivas,藤田晃司,田中勝久
  • 学会等名: 第57回日本学術会議材料工学連合講演会
  • 発表場所: 京都テルサ,京都府
• [学会発表] ナノアンテナによる蛍光材料の発光強度増強と発光指向性の付与 (2013)
  • 著者名/発表者名: 村井俊介，藤田晃司，田中勝久，J. Gomez Rivas
  • 学会等名: 第349回蛍光体同学会講演会
  • 発表場所: 化学会館ホール（社団法人日本化学会，7階），東京都
• [学会発表] ナノインプリント法によるナノアンテナの作製と蛍光材料の発光挙動制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 村井俊介，J. Gomez Rivas，藤田晃司，田中勝久
  • 学会等名: 第57回日本学術会議材料工学連合講演会
  • 発表場所: 京都テルサ，京都府
• [学会発表] Broadband Plasmon Lasers at Visible Wavelengths
  • 著者名/発表者名: X. Meng, A. Kildishev, K. Fujita, K. Tanaka, V. M. Shalaev
  • 学会等名: 2012 MRS Spring Meeting
  • 発表場所: Moscone West Convention Centeｒ（サンフランシスコ 米国）
• [学会発表] Synthesis of Au@SiO2 Core-Shell Nanoparticles and Their Application to Random Lasers
  • 著者名/発表者名: Y. Moriguchi, X. Meng, K. Fujita, S. Murai, K. Tanaka
  • 学会等名: Fifth International Conference on Optical, Optoelectronics, and Photonic Materials and Applications (ICOOPMA12)
  • 発表場所: 奈良県新公会堂（奈良県）
• [学会発表] Design of Plasmonic Waveguides with Conductive Metal Oxide Thin Film
  • 著者名/発表者名: R. Yasuhara, K. Fujita, S Murai, K Tanaka
  • 学会等名: Fifth International Conference on Optical, Optoelectronics, and Photonic Materials and Applications (ICOOPMA12)
  • 発表場所: 奈良県新公会堂（奈良県）
• [学会発表] 誘電体および金属ナノ構造制御による光局在場の創製
  • 著者名/発表者名: 藤田晃司
  • 学会等名: 日本ゾルーゲル学会第9回セミナー
  • 発表場所: 日本大学理工学部駿河台校舎（東京都）
  • 招待講演
• [学会発表] Plasmonically Controlled Lasing Oscillation with Metallic-Dielectric Core-Shell Nanoparticles
  • 著者名/発表者名: K. Fujita
  • 学会等名: 4th International Conference Smart Materials, Structures and Systems (CIMTEC 2012)
  • 発表場所: Montecatini Terme （イタリア）
  • 招待講演
• [学会発表] プラズモニクス応用に向けた導電性金属酸化物薄膜の合成
  • 著者名/発表者名: 安原隆一郎、藤田晃司、村井俊介、田中勝久
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第25回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス（愛知県）
• [学会発表] プラズモニックアレイとの結合によるYAG:Ce薄膜の発光制御
  • 著者名/発表者名: 村井俊介、M.A.Verschuuren, G. Lozano, G. Pirruccio, S. R. K. Rodoriguez, J. Gomez Rivas, 藤田晃司、田中勝久
  • 学会等名: 第53回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
  • 発表場所: 北海道大学 学生交流会館 （北海道）
• [学会発表] プラズモニックレーザー応用に向けた金属ナノ構造の設計と合成
  • 著者名/発表者名: 藤田晃司
  • 学会等名: プラズモニクス研究会
  • 発表場所: 神戸大学 自然科学総合研究棟（兵庫県）
  • 招待講演
• [学会発表] 導電性窒化物単結晶薄膜の作製とプラズモニック特性の評価
  • 著者名/発表者名: 安原隆一郎、藤田晃司、村井俊介、田中勝久
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2013年年会
  • 発表場所: 東京工業大学 大岡山キャンパス （東京都）
• [備考]
  • URL: http://dipole7.kuic.kyoto-u.ac.jp/
• [備考] 京都大学 大学院工学研究科 材料化学専攻 無機材料化学講座 応用固体化学分野 田中研究室
  • URL: http://dipole7.kuic.kyoto-u.ac.jp/
• [備考] 京都大学 田中勝久研究室
  • URL: http://dipole7.kuic.kyoto-u.ac.jp/