| 研究概要 |
金属微粒子とその集合体による光電場の空間構造の制御と, それが物質系とどのように相互作用を起こし, 光化学反応に影響するかを探ることを目的に, 近接場光学顕微鏡を用いた研究を継続して実施した。
球状金微粒子を単層に配列した島状の集合体について増強電場のイメージングを行い, その辺縁部や欠陥部位で電場の増強が顕著になる、ことが明らかになっていたが, その起源について検討した。簡単なモデル計算により解析した結果, 辺縁部で局在モードの状態密度が高くなり, それがこの観測結果に関係する可能性が示唆された。また新たな手法で球状金微粒子を直鎖状に配列した試料についで, 増強電場のイメージングを行った。電子線描画法では, 任意の2次元形状の金属ナノ構造の作成が可能である。この方法で作成した円形ディスク状の金のナノ構造体の近接場像では, 特異なプラズモンモードを示す。観測波長によるイメージの変化や, 大きさの異なるディスク, 二つのディスクが近接した試料の測定, また電磁気学理論による解析も進め, 特異なモードの起源を明らかとした。また, 開口近接場プローブからの透過光強度がが, ナノディスクの存在によって異常に増大する新たな現象を見いだした。これらの知見は, プラズモンの挙動を解明・制御するための基礎として重要である。更に, 基板上の金薄膜に円形(直径数百nm)や矩形の孔の空いた構造(ナノヴォイド)とその配列体についても, 特徴的な電場増強の空間分布を観測し, 反転した構造であるナノ微粒子の増強電場とよい対応のあることを見いだした。
近接場測定と相補的な手法としてのファーフィールド光学測定を行うため, 試料の原子間力顕微鏡測定と, 同じ部位での光学測定を行うシステムの構築を進めた。原子問力顕微鏡は所期性能を満たす装置を完成した。光学測定とのリンクを進めており, 間もなく測定が可能となる予定である。
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