アキシコンプリズムを用いた表面プラズモンの局在化励起に関する研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10650055
• 研究機関: 広島国際大学
• 研究代表者: 久保 高啓 広島国際大学, 保健医療学部, 教授 (70225184)
• 研究分担者: 二宮 伸治 広島国際大学, 保健医療学部, 助教授 (60237774) ; 岩田 太 静岡大学, 工学部, 助手 (30262794) ; 川田 善正 静岡大学, 工学部, 助教授 (70221900)
• キーワード: 光学顕微鏡 / 表面プラズモン / 蛍光顕微鏡 / ニアフィールド顕微鏡 / 単分子蛍光 / バイオロジー / 化学センサー / 局在プラズモン

研究概要

本研究では、アキシコンプリズムを用いた新しい表面プラズモンの励起法を提案するとともに、表面プラズモンをそのプリズム頂点に局在化させて、高い空間分解能をもつ表面プラズモン顕微鏡を実現し、その結像特性を解析することを目的とした。
今年度は、実際に金薄膜を蒸着した円錐形状プリズムを設計、製作し、表面プラズモンの局在化励起、高分解能顕微鏡の可能性について議論した。
開発した表面プラズモンの基礎特性を調べるために、標準試料を作製し、その分解能について議論した。標準試料は次のようにして作製した。まずガラス基板上に蛍光薄膜をスピンコートする。薄膜上にメッシュ状のマスクを配置して、その上から金属を蒸着することによって、蛍光薄膜上に金属の1辺30μmの矩形状アイランドを作製した。この試料上をアキシコンプリズムを走査することによって、顕微鏡の性能を評価した。その結果、アキシコンプリズム頂点に表面プラズモンが局在化することによって、蛍光検出の感度が3倍程度向上、画像のコントラストが向上することを実験的に検証した。また観察像の分解能は2μmであることを確認した。

研究成果

• [文献書誌] 川田 善正: "有機感光薄膜を用いたニアフィールド光学顕微鏡"レーザー研究. Vol.29 No.11. 722-725 (2001)
• [文献書誌] Y.Kawata, Masaharu Nakano, Suk-Chun Lee: "Three-dimensional optical data storage using three-dimensional optics"Opt.Eng.. Vol.40 No.10. 2247-2254 (2001)
• [文献書誌] Osamu Watanabe, Taiji Ikawa, Makoto Hasegawa, Masaaki Tsuchimori, Y.Kawata: "Nanofabrication Induced by Near-Field Exposure from a Nanosecond Laser Pulse"Appl.Phys.Lett.. Vol.79 No.9. 1366-1368 (2001)
• [文献書誌] 川田 善正: "界面における光散乱の記録と動態観察"光学. Vol.30 No.7. 440-444 (2001)
• [文献書誌] W.Inami, Y.Kawata: "Analysis of the scattered light distribution of a tightly focused laser beam by a particle near a substrate"J.Appl.Phys.. Vol.89 No.11. 5876-5880 (2001)
• [文献書誌] H.Kitano, M.Murakami, Y.Kawata, et al.: "Non-optically Probing Near-Field Microscopy with Illumination of Total Internal Reflection"J.Microscopy. Vol.202 Pt.1. 162-171 (2001)