ナノ領域における円偏光生成と計測および応用技術の研究開発

• 研究課題/領域番号: 26286023
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ材料工学
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 石橋 隆幸 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20272635)
• 連携研究者: 小松 高行 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (60143822)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2014年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
• キーワード: 近接場光 / 円偏光 / ナノ円偏光 / 磁気光学効果

研究成果の概要

本研究では、ナノサイズの円偏光を生成するプローブ（ナノ円偏光プローブ）の開発を行った。ナノ領域において光の位相を制御し、電界強度を増幅させる構造としてV溝型アパーチャー構造を提案し、電磁界シミュレーションによる解析によって、電場強度が増強された直径10 nmの円偏光を生成できることを明らかにた。そして、近接場光学顕微鏡で使用可能なV溝型アパーチャー構造を組み込んだプローブの設計を行い、Au被覆したSiN製プローブとV型溝アパーチャーアンテナ構造を組み合わせたナノ円偏光プローブの作製に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Optimization of Aperture Antenna with V-groove Structures to Improve Intensity of Nanosized Circularly Polarized Light (2017)
  • 著者名/発表者名: Yongfu Cai, Katsuji Nakagawa, Hiroshi Kikuchi, Naoki Shimidzu and Takayuki Ishibashi
  • 雑誌名: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 巻: 17 号: 3 ページ: 1970-1974
  • DOI: 10.1166/jnn.2017.12850
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Strong Enhancement of Nano-sized Circularly Polarized Light using an Aperture Antenna with V-groove Structures (2015)
  • 著者名/発表者名: Yongfu Cai, Soushi Ikeda, Katsuji Nakagawa, Hiroshi Kikuchi, Naoki Shimidzu, and Takayuki Ishibashi
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 40 号: 7 ページ: 1298-1301
  • DOI: 10.1364/ol.40.001298
  • 査読あり
• [雑誌論文] V型溝を組み合わせたアパーチャーアンテナ構造によるナノ円偏光の増幅効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 蔡 永福、池田 壮志、石橋、隆幸、中川活二、菊池 宏、清水直樹
  • 雑誌名: 電気学会研究会資料 マグネティック研究会 巻: MAG-14-188~202 ページ: 27-30
  • 謝辞記載あり
• [学会発表] アパーチャーレス走査型近接場磁気光学顕微鏡用試料の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 馬場 勇至、石橋 隆幸
  • 学会等名: 第64回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 横浜市
• [学会発表] ナノサイズ円偏光生成ためのアパーチャーレスプローブの提案 (2016)
  • 著者名/発表者名: 蔡 永福、石橋 隆幸
  • 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、東京
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] アパーチャーレス走査型近接場光学顕微鏡における円偏光変調法の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横山 太一、馬場 勇至、石橋 隆幸
  • 学会等名: 第７７回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 新潟市
• [学会発表] Apertureless probe with V-groove structures for nanosized circularly polarized light, The 14th International Conference of Near-Field Optics (2016)
  • 著者名/発表者名: Yongfu Cai, and Takayuki Ishibashi
  • 学会等名: Nanophotonics and Related Techniques (NFO-14)
  • 発表場所: Hamamatsu
  • 国際学会
• [学会発表] Fabrication and characterization of the aperture antenna with V-groove structures to generate nanosized circularly polarized light (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Cai, K. Nakagawa, H. Kikuchi, N. Shimidzu, and T. Ishibashi
  • 学会等名: MORIS
  • 発表場所: Penang, Malaysia
  • 年月日: 2015-11-29
  • 国際学会
• [学会発表] 磁気光学効果を利用した磁化と磁場のイメージング (2015)
  • 著者名/発表者名: 石橋隆幸
  • 学会等名: 日本磁気学会第204回研究会「磁気イメージングチュートリアル」
  • 発表場所: 中央大学駿河台記念館、東京
  • 年月日: 2015-11-25
• [学会発表] ナノ円偏光生成ためのアパーチャーアンテナの作製と評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 蔡 永福、池田 壮志、中川 活二、菊池 宏、清水 直樹、石橋 隆幸
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場、名古屋市
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Polarization properties in aperture-less type scanning near field optical microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Ishibashi, Y. Cai, S. Ikeda
  • 学会等名: EMN meeting on optoelectronics
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2015-04-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Antenna with V-groove structures to improve the Intensity of Nano-sized Circularly Polarized Light (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Cai, K. Nakagawa, H. Kikuchi, N. Shimidzu, and T. Ishibashi
  • 学会等名: EMN meeting on optoelectronics
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2015-04-24
  • 国際学会
• [学会発表] V型溝を組み合わせたAuアパーチャーアンテナによるナノ円偏光生成の波長依存性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 蔡 永福, 池田 壮志, 中川 活二, 菊池 宏, 清水 直樹, 石橋 隆幸
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川/東海大学
  • 年月日: 2015-03-13
• [学会発表] Strong circularly polarized light by aperture antenna with triple V-grooves structure (2014)
  • 著者名/発表者名: Yongfu Cai, Soushi Ikeda, Katsuji Nakagawa, Hiroshi Kikuchi, Naoki Shimidzu and Takayuki Ishibashi
  • 学会等名: Optics & Photonics Taiwan International Conference (OPTIC2014)
  • 発表場所: Taiwan/National Chung Hsing Univ.
  • 年月日: 2014-12-05
• [学会発表] V型溝を組み合わせたアパーチャーアンテナ構造によるナノ円偏光の増幅効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 蔡 永福、池田壮志、石橋隆幸、中川 活二、菊池 宏、清水直樹
  • 学会等名: 電気学会マグノニクス研究会
  • 発表場所: 千葉／日本大学
  • 年月日: 2014-10-10
• [学会発表] V型溝を組み合わせた金アパーチャーに増幅されたナノサイズ円偏光の生成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 蔡 永福、中川活二、菊池 宏、清水直樹、石橋隆幸
  • 学会等名: 電子情報通信学会 研究会発電子部品・材料研究会（CPM）
  • 発表場所: 東京/機械振興会館
  • 年月日: 2014-10-08
• [学会発表] Enhanced Nano-size Circularly Polarized Light Generated by Cross V-groove Aperture Antenna (2014)
  • 著者名/発表者名: 蔡永福、中川活二、菊池宏、清水直樹、石橋隆幸
  • 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/北海道大学
  • 年月日: 2014-09-20
• [学会発表] Polarization Properties of a-SNOM (2014)
  • 著者名/発表者名: 石橋隆幸、孟倩文、蔡永福、池田荘志、小野浩司、江本顕雄、塩田達俊
  • 学会等名: 第37回 日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 神奈川/慶應義塾大学
  • 年月日: 2014-09-03
• [備考] 光・磁性材料工学研究室
  • URL: http://mst.nagaokaut.ac.jp/~t_bashi/ISHIBASHI_LAB/Home.html
• [備考] 長岡技術科学大学物質材料工学専攻石橋研究室
  • URL: http://mst.nagaokaut.ac.jp/~t_bashi/
• [備考] 石橋研究室ホームページ
  • URL: http://mst.nagaokaut.ac.jp/~t_bashi/ISHIBASHI_LAB/Home.html