プラズモン光電場の極限空間操作によるナノケミストリー

• 研究課題/領域番号: 25410003
• 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: 物理化学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 片野 諭 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (00373291)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 走査トンネル顕微鏡 / 金属ナノ微粒子 / 走査トンネル顕微鏡発光 / 局在表面プラズモン

研究成果の概要

原子空間分解能とマニピュレーション能力の両者をあわせ持つ走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて、粒径数 nmの銀ナノ微粒子近傍に発生するプラズモン光電場をナノスケールで明らかにする研究を行った。電界蒸発により、Si(111)基板上の任意の位置に個々の銀ナノ微粒子を高い位置精度で配置することに成功した。単一の銀ナノ微粒子の光物性をSTM発光分光により明らかにする研究を行い、微粒子サイズおよび形状に依存した銀ナノ微粒子の光物性を明らかにすることができた。さらに、STMナノギャップにおけるナノマテリアルの発光計測をおこない、基板の微細構造に起因した発光物性を高い空間分解能で明らかにすることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Nanoscale Light Emission Spectroscopy of a Single Carbon Nanotube Adsorbed on Au(111) (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, H. Fujita, T. Wei, and Y. Uehara
  • 雑誌名: J. Vac. Soc. Jpn. 巻: 59
  • NAID: 130005149985
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electromagnetic Properties of Scanning Tunneling Microscope Tip-sample Gap in the Terahertz Frequency Range (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Uehara, S. Katano, M. Kuwahara, and T. Suzuki
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 54 号: 8S2 ページ: 08LB06-08LB06
  • DOI: 10.7567/jjap.54.08lb06
  • NAID: 210000145635
  • 査読あり
• [雑誌論文] STM-Induced Light Emission from Vacuum-Evaporated Gold Film (2015)
  • 著者名/発表者名: J. U. Ahamed, S. Katano, and Y. Uehara
  • 雑誌名: Bull. Mater. Sci. 巻: 38 号: 5 ページ: 1271-1276
  • DOI: 10.1007/s12034-015-1010-0
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 官能基ユニットが連結された単一三脚分子の電子状態観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Katano, Yousoo Kim, Toshikazu Kitagawa, Maki Kawai
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｊａｐａｎ 巻: 57 号: 4 ページ: 159-162
  • DOI: 10.3131/jvsj2.57.159
  • NAID: 130004952514
  • ISSN: 1882-2398, 1882-4749
  • 査読あり
• [雑誌論文] Site-dependent Electronic Structures of a Single Molecule on a Metal Surface Studied by Scanning Tunneling Microscopy and Spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, M. Hori, Y. Kim, M. Kawai
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 614 ページ: 117-122
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2014.09.016
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 単一銀ナノ粒子の形状変化と走査トンネル顕微鏡発光分光 (2016)
  • 著者名/発表者名: 寶槻雅樹, 片野諭, 上原洋一
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
  • 年月日: 2016-03-21
• [学会発表] STM Tip-induced Deformation of a Single Ag Nanoparticle Investigated by STM Light Emission Spectroscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Hotsuki, S. Katano, and Y. Uehara
  • 学会等名: Joint Symposium of 10th International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics, and 7th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics
  • 発表場所: Tohoku University (Sendai, Japan)
  • 年月日: 2016-03-03
  • 国際学会
• [学会発表] カーボンナノマテリアルの局所光電子物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 片野諭, 上原洋一
  • 学会等名: 未来のコヒーレント波科学技術基盤構築プロジェクト-組織連携型共同プロジェクト研究会
  • 発表場所: 東北大学電気通信研究所 (宮城県仙台市)
  • 年月日: 2015-12-22
  • 招待講演
• [学会発表] Size-controlled Deposition a Single Silver Nanoparticle on Semiconductor Surface Using Scanning Tunneling Microscope (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, M. Hotsuki, and Y. Uehara
  • 学会等名: 23rd International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
  • 発表場所: Hilton Niseko Village（Niseko, Japan）
  • 年月日: 2015-12-10
  • 国際学会
• [学会発表] カーボンナノチューブのナノスケール発光計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 片野諭, 藤田寛人, 魏濤, 上原洋一
  • 学会等名: 第56回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場 (茨城県つくば市)
  • 年月日: 2015-12-02
• [学会発表] Fabrication and Shape Control of a Single Ag Nanoparticle Using Scanning Tunneling Microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, M. Hotsuki, and Y. Uehara
  • 学会等名: 31st European Conference on Surface Science
  • 発表場所: International Convention Center of Barcelona (Barcelona, Spain)
  • 年月日: 2015-09-03
  • 国際学会
• [学会発表] Nano-scale control of a single molecule and carbon nanomaterial using scanning tunneling microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Katano
  • 学会等名: 5th RLE -RIEC Meeting on Research Collaboration in Photonics, Research Laboratory of Electronics
  • 発表場所: Massachusetts Institute of Technology (Boston, USA
  • 年月日: 2015-07-01
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 走査トンネル顕微鏡を用いて作製された単一銀ナノ粒子の形状制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 寶槻雅樹, 片野諭, 上原洋一
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2015-03-12
• [学会発表] Shape Control of a Single Ag Nanoparticle Formed by Scanning Tunneling Microscope Tip (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Hotsuki, S. Katano, Y. Uehara
  • 学会等名: Joint Symposium of 9th International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics, and 6th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics
  • 発表場所: Tohoku University
  • 年月日: 2015-03-02 – 2015-03-04
• [学会発表] Fabrication of a Single Silver Nanoparticle on Si(111) Using Scanning Tunneling Microscope Tip (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, M. Hotsuki, Y. Uehara
  • 学会等名: 22nd International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM22)
  • 発表場所: Atagawa Heights
  • 年月日: 2014-12-11 – 2014-12-13
• [学会発表] 走査トンネル顕微鏡を用いたSi(111)基板上への孤立銀ナノ粒子形成とその形状制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寶槻雅樹, 片野諭, 上原洋一
  • 学会等名: 第69 回応用物理学会東北支部学術講演会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2014-12-04
• [学会発表] Creation and Shape Control of an Individual Ag Nanoparticle on Si(111) by Scanning Tunneling Microscope Tip (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Hotsuki, S. Katano, Y. Uehara
  • 学会等名: 11th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics (AISAMP11)
  • 発表場所: Tohoku University
  • 年月日: 2014-10-06 – 2014-10-10
• [学会発表] ナノ空間における単一分子の光電子物性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 片野諭
  • 学会等名: 平成26年度化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-09-20 – 2014-09-21
  • 招待講演
• [学会発表] 走査トンネル顕微鏡を用いたSi基板上への銀ナノ粒子作製と形状制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寶槻雅樹, 片野諭, 上原洋一
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-09-17
• [学会発表] STM tip-Induced Selective Formation of Nano Structures on Si(111) Surface (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Katano, M. Hotsuki, Y. Uehara
  • 学会等名: 13th European Vacuum Conference
  • 発表場所: University of Aveiro
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-12
• [学会発表] 走査トンネル顕微鏡で探る単一分子のナノスケール光電子物性
  • 著者名/発表者名: 片野諭
  • 学会等名: 東北大学電気通信研究所－早稲田大学ナノ理工学研究機構 共同プロジェクトS研究会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] 走査トンネル顕微鏡を用いたSi基板上への選択的ナノ構造形成
  • 著者名/発表者名: 寶槻雅樹
  • 学会等名: 東北大学電気通信研究所－早稲田大学ナノ理工学研究機構 共同プロジェクトS研究会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] 剛直分子を用いた官能基ユニット連結による単一分子の電子状態制御
  • 著者名/発表者名: 片野諭
  • 学会等名: 第54回真空に関する連合講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] 走査トンネル顕微鏡を用いた表面ナノ構造の形成と局所発光分光
  • 著者名/発表者名: 寶槻雅樹
  • 学会等名: 第33回表面科学学術講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場