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磁性ナノプラズモニック結晶による磁気光学増強効果と高感度バイオセンサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26390091
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 光工学・光量子科学
研究機関秋田県産業技術センター

研究代表者

山根 治起  秋田県産業技術センター, 電子光応用開発部, 上席研究員 (80370237)

研究協力者 小林 政信  
武田 啓輔  
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 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2015年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード磁気光学 / 磁性プラズモニクス / バイオ化学センサ / プラズモン / 垂直磁気 / 磁性ナノ構造 / 先端機能デバイス / 光物性
研究成果の概要

垂直磁気特性を有する磁性積層膜における磁気光学キャビティ効果を利用することで、通常の単層膜に比較して約200倍に達する巨大磁気光学性能を実現することに成功した。水素ガスセンサとしての実用化を目的として、地域企業との共同研究に発展させることができた。また、磁性ナノ構造体で見出した特異な磁気光学現象が、貴金属微粒子の局在プラズモン共鳴に起因した磁気光学的な位相反転によることを明らかとした。磁性プラズモン共鳴を利用した新たなバイオ化学センサの実現可能性を見出すことに成功した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 3件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Magneto-Optical Enhancement and Chemical Sensing Applications of Perpendicular Magnetic CoPt/Ag Stacked Structures with a ZnO Intermediate Layer2016

    • 著者名/発表者名
      H. Yamane, K. Takeda, M. Kobayashi
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 57 号: 6 ページ: 892-897

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2015395

    • NAID

      130005153175

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magneto-optical cavity effect on perpendicular magnetic multilayers for hydrogen gas sensing application2016

    • 著者名/発表者名
      H. Yamane, Y. Yamasaki, K. Sumiyoshi, K. Shigemura
    • 雑誌名

      Digest of the 29th International Microprocesses and Nanotechnology Conference

      巻: 29th

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magneto-Optical Enhancement and Chemical Sensing Applications of Perpendicular Magnetic CoPt/Ag Stacked Structures with a ZnO Intermediate Layer2016

    • 著者名/発表者名
      H. Yamane, K. Takeda, M. Kobayashi
    • 雑誌名

      Materials Transactions, The Japan Institute of Metals

      巻: 57 ページ: 0-0

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magneto-plasmonics on perpendicular magnetic CoPt nanostructures formed by surface agglomeration of Ag and Au2015

    • 著者名/発表者名
      H. Yamane, K. Takeda, M. Kobayashi
    • 雑誌名

      Digest of the 28th International Microprocesses and Nanotechnology Conference

      巻: 28th

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fabrication and magneto-optical properties of perpendicular magnetic CoPt nanostructures formed by surface agglomeration of Ag2015

    • 著者名/発表者名
      H. Yamane, K. Takeda, M. Kobayashi
    • 雑誌名

      Japanease Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 6S1 ページ: 06FJ09-06FJ09

    • DOI

      10.7567/jjap.54.06fj09

    • NAID

      210000145268

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magneto-plasmonics on perpendicular magnetic CoPt-Ag nanostructures with ZnO intermediate thin layers2015

    • 著者名/発表者名
      H. Yamane, K. Takeda, M. Kobayashi
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 106 号: 5

    • DOI

      10.1063/1.4907753

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fabrication and magneto-optical properties of perpendicular magnetic CoPt nanostructures formed by surface agglomeration of Ag2014

    • 著者名/発表者名
      H. Yamane, K. Takeda, M. Kobayashi
    • 雑誌名

      Digest of International Microprocesses and Nanotechnology Conference

      巻: 27th

    • NAID

      210000145268

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] CoPt多層膜の垂直磁気特性における表面処理の影響2017

    • 著者名/発表者名
      伊佐地育圭, 武田啓輔, 山根治起, 小林政信
    • 学会等名
      2017年春期日本金属学会講演大会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都八王子市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] [CoPt/AZO/Ag]積層膜の垂直磁気特性と膜構造2017

    • 著者名/発表者名
      山根治起, 伊佐地育圭, 武田啓輔, 小林政信
    • 学会等名
      2017年応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 下地層(Ru,Au)の違いによるCoPtの垂直磁気異方性への影響2016

    • 著者名/発表者名
      野中一輝, 武田啓輔, 伊佐地育圭, 天童作, 山根治起, 小林政信
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      開港記念会館(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-12-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Au/CoPt/AZO/Ag/多層膜における保護層と中間層が垂直磁気特性へ及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      猪俣忠明, 武田啓輔, 伊佐地育圭, 天童作, 山根治起, 小林政信
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      開港記念会館(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-12-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Au下地層におけるCoPtの磁気特性2016

    • 著者名/発表者名
      伊佐地育圭, 武田啓輔, 山根治起, 小林政信
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      開港記念会館(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-12-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Ru下地層としたCoPt薄膜の保護層による影響2016

    • 著者名/発表者名
      武田啓輔, 伊佐地育圭, 小林政信, 山根治起
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      開港記念会館(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-12-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] CoPt磁性薄膜の磁気特性2016

    • 著者名/発表者名
      天童作, 武田啓輔, 伊佐地育圭, 山根治起, 小林政信
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      開港記念会館(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-12-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] CoPtの磁気特性への下地層の影響2016

    • 著者名/発表者名
      伊佐地育圭, 武田啓輔, 小林政信, 山根治起
    • 学会等名
      第15回本金属学会東北支部研究発表大会
    • 発表場所
      秋田大学(秋田県秋田市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Magneto-optical cavity effect on perpendicular magnetic multilayers for hydrogen gas sensing application2016

    • 著者名/発表者名
      H. Yamane, Y. Yamasaki, K. Sumiyoshi, K. Shigemura
    • 学会等名
      The 29th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 発表場所
      ANAクラウンプラザホテル(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CoPt-AgおよびCoPt-Au垂直磁化ナノ構造体の磁気光学特性2016

    • 著者名/発表者名
      山根治起, 伊佐地育圭, 武田啓輔, 小林政信
    • 学会等名
      2016年秋期日本金属学会講演大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Auを下地層とした場合のCoPt膜の磁気特性2016

    • 著者名/発表者名
      伊佐地育圭, 武田啓輔, 山根治起, 小林政信
    • 学会等名
      2016年秋期日本金属学会講演大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Ru下地層としたCoPt薄膜の保護層による影響2016

    • 著者名/発表者名
      武田啓輔, 伊佐地育圭, 小林政信, 山根治起
    • 学会等名
      2016年秋期日本金属学会講演大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] CoPt薄膜の磁気特性に対するAZO保護膜の影響2016

    • 著者名/発表者名
      天童作, 武田啓輔, 伊佐地育圭, 小林政信, 山根治起
    • 学会等名
      2016年秋期日本金属学会講演大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 下地層(Ru,Au)の違いによるCoPtの垂直磁気異方性への影響2016

    • 著者名/発表者名
      野中一輝, 武田啓輔, 伊佐地育圭, 天童作, 山根治起, 小林政信
    • 学会等名
      2016年秋期日本金属学会講演大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Au/CoPt/AZO/Ag/多層膜における保護層と中間層が垂直磁気特性へ及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      猪俣忠明, 武田啓輔, 伊佐地育圭, 天童作, 山根治起, 小林政信
    • 学会等名
      2016年秋期日本金属学会講演大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 磁性積層膜における磁気光学キャビティ効果を利用した水素ガスセンサの開発2016

    • 著者名/発表者名
      山根治起, 山崎裕, 住吉研, 重村幸治
    • 学会等名
      2016年秋季応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Magneto-optical enhancement and chemical sensing applications of perpendicular magnetic CoPt/Ag stacked structures with a ZnO intermediate layer2016

    • 著者名/発表者名
      K. Takeda, H. Yamane, M. Kobayashi
    • 学会等名
      The 9th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-08-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CoPt薄膜の磁気特性に対するAZOの影響2016

    • 著者名/発表者名
      天童作, 武田啓輔, 伊佐地育圭, 小林政信, 山根治起
    • 学会等名
      2016年春期日本金属学会講演大会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都・葛飾区)
    • 年月日
      2016-03-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱処理によるAg/ZnOナノ構造の変化2015

    • 著者名/発表者名
      武田啓輔, 小林政信, 山根治起
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      産業貿易センタービル(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2015-12-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Magneto-plasmonics on perpendicular magnetic CoPt nanostructures formed by surface agglomeration of Ag and Au2015

    • 著者名/発表者名
      H. Yamane, K. Takeda, M. Kobayashi
    • 学会等名
      28th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県・富山市)
    • 年月日
      2015-11-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AgおよびAuの凝集現象により作製したCoPt垂直磁化ナノ構造体の磁気光学特性2015

    • 著者名/発表者名
      山根治起, 武田啓輔, 小林政信
    • 学会等名
      2015年秋期日本金属学会講演大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱処理によるAg/ZnOナノ構造の変化2015

    • 著者名/発表者名
      武田啓輔, 山根治起, 小林政信
    • 学会等名
      2015年秋期日本金属学会講演大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] CoPt-Ag垂直磁化ナノ構造体の磁気光学特性2015

    • 著者名/発表者名
      山根治起、武田啓輔、小林政信
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      東京大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Agの表面凝集によって形成されたCoPtナノ構造薄膜の磁気・光学特性2014

    • 著者名/発表者名
      武田啓輔、天童作、小林政信、山根治起
    • 学会等名
      日本MRS
    • 発表場所
      横浜情報文化センター(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-12-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication and magneto-optical properties of perpendicular magnetic CoPt nanostructures formed by surface agglomeration of Ag2014

    • 著者名/発表者名
      H. Yamane, K. Takeda, M. Kobayashi
    • 学会等名
      マイクロプロセス・ナノテクノロジー国際会議
    • 発表場所
      ヒルトン福岡シーホーク(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] [CoPt/AZO/Ag]積層膜の磁気光学特性と化学センサへの応用2014

    • 著者名/発表者名
      山根治起、小林政信
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 光検知式水素ガスセンサ2016

    • 発明者名
      山根治起、高橋慎吾、山崎裕
    • 権利者名
      山根治起、高橋慎吾、山崎裕
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-055934
    • 出願年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [産業財産権] 光学式化学センサ2014

    • 発明者名
      山根治起
    • 権利者名
      山根治起
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-179031
    • 出願年月日
      2014-09-03
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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