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2016 年度 実績報告書

金属ナノ構造に誘起される局所的円偏光電場による磁性体中の磁化制御

研究課題

研究課題/領域番号 15K13683
研究機関分子科学研究所

研究代表者

岡本 裕巳  分子科学研究所, 光分子科学研究領域, 教授 (20185482)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードプラズモン / 磁気光学効果 / 光物性
研究実績の概要

本研究では局所的に強くねじれた円偏光電場をプラズモン物質によって発生させ,それによって磁性材料上に局所的な磁化を誘起させることを目指している。磁化はプラズモンが励起される局所的な位置に発生すると考えられ,その検出方法として,プローブ顕微鏡の一つである磁気力顕微鏡を用いたイメージングによる方法と,逆ファラデー効果によるナノ光学イメージングによる方法を申請時に計画したが,予算の削減と,連携研究者(西山)の転出等の事情,及び信号レベルの詳細な見積もりの結果から,磁気力顕微鏡による方法に集中して試みることに方針を転換した。
磁気力顕微鏡は,現有(自作)のプローブ顕微鏡に磁性カンチレバーを装着して構築し,これは既に前年度に構築してテスト運用を行なっていた。また,円偏光照射による磁化の検出には左右円偏光を一定周期で交互に照射し(円偏光変調)ロックイン検出する必要があり,変調器のプローブ顕微鏡への組み込みまでが前年度に完了していた。今年度はそれを受け,円偏光照射下での磁化検出に取り組んだ。
当面,ガラス基板上に電子戦描画法で作成した幾つかの金ナノ構造試料を対象として測定を行った。残念ながら,現時点まで,プラズモンで誘起された磁化を検出することに成功していない。理由としては,磁気力顕微鏡の磁場検出感度が十分でないこと,あるいはプラズモン励起により誘起される磁化が弱いこと,のいずれかであると考えられる。前者については,磁気カンチレバーの選択により若干の改善は見込めるかもしれないが,大幅な改善は困難であろう。後者については,金属ナノ構造の選択,基板の選択によって,大幅な増強があるかもしれないが,試行錯誤と理論的な考察を進める必要があると考えられる。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 8件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] グラスゴー大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      グラスゴー大学
  • [雑誌論文] Optical Activity Governed by Local Chiral Structures in Two-Dimensional Curved Metallic Nanostructures2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Narushima, Shun Hashiyada, Hiromi Okamoto
    • 雑誌名

      Chirality

      巻: 28 ページ: 540-544

    • DOI

      10.1002/chir.22611

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Circular Dichroism Microscopy Free from Commingling Linear Dichroism via Discretely Modulated Circular Polarization2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Narushima, Hiromi Okamoto
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6 ページ: 35731

    • DOI

      10.1038/srep35731

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Near-field Nonlinear CD Imaging of Single Gold Nanostructures2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Nishiyama, Hiromi Okamoto
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 120 ページ: 28157-28162

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b07315

    • 査読あり
  • [学会発表] プラズモンの近接場光学イメージング:光場構造,波束伝搬ダイナミクス,キラリティの実空間観察2017

    • 著者名/発表者名
      岡本裕巳
    • 学会等名
      新世代研究所界面ナノ科学研究会
    • 発表場所
      新世代研究所(東京都千代田区)
    • 年月日
      2017-03-30 – 2017-03-30
    • 招待講演
  • [学会発表] Local optical activity of nanomaterials(ナノ物質の局所的光学活性)2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Okamoto(岡本裕巳)
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会 特別企画「配位アシンメトリー:非対称な構造と空間の科学」
    • 発表場所
      慶応義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-19 – 2017-03-19
    • 招待講演
  • [学会発表] Time- and Space-Domain Structures of Optical Fields on Metal Nanostructures2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      JSPS-EPSRC Symposium on Materials Science Pioneered by Structured Light
    • 発表場所
      London (UK)
    • 年月日
      2017-01-06 – 2017-01-06
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Near-field Circular Dichroism Microscopy for Chiral Nanostructures2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Narushima, Shun Hashiyada, Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      24th International Colloquim on Scanning Probe Microscopy (ICSPM24)
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2016-12-14 – 2016-12-14
    • 国際学会
  • [学会発表] キラルプラズモンの局所的光学活性2016

    • 著者名/発表者名
      岡本裕巳
    • 学会等名
      第4回豊田理研ワークショップ「キラル対称性系の電磁応答」
    • 発表場所
      トヨタ産業技術記念館(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-11-20 – 2016-11-20
    • 招待講演
  • [学会発表] Generation of Chiral Optical Near-Fields with Non-Chiral Plasmonic Nanostructures2016

    • 著者名/発表者名
      Shun Hashiyada, Tetsuya Narushima, Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2016, OSJ-OSA Joint Symposia on Plasmonics and Digital Photonics
    • 発表場所
      Tokyo Bunkyo School Building, University of Tsukuba (Bunkyo-ku, Tokyo)
    • 年月日
      2016-10-31 – 2016-10-31
    • 国際学会
  • [学会発表] Near-field imaging of plasmons: field structures, propagation dynamics, chirality2016

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2016, OSJ-OSA Joint Symposia on Plasmonics and Digital Photonics
    • 発表場所
      Tokyo Bunkyo School Building, University of Tsukuba (Bunkyo-ku, Tokyo)
    • 年月日
      2016-10-30 – 2016-10-30
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 2次元金ナノ構造体の局所円二色性測定2016

    • 著者名/発表者名
      成島哲也,岡本裕巳
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-15
  • [学会発表] 金ナノ長方形のプラズモン共鳴励起に伴う局所光学活性の偏光解析2016

    • 著者名/発表者名
      橋谷田俊,成島哲也,岡本裕巳
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-14
  • [学会発表] Chiral plasmon response of enantiomeric nanostructures on a chiral substrate2016

    • 著者名/発表者名
      Kensaku Endo, Shun Hashiyada, Malcolm Kadodwala, Hiromi Okamoto, Yoshihiko Togawa
    • 学会等名
      ICMM2016 Satellite Meeting -NFM2016- New Frontier of Multi-functional Magnets
    • 発表場所
      Hiroshima City Bunka Kouryu Kaikan (Hiroshima, Hiroshima)
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of Polarization States of Plasmonic Fields in Rectangular Gold Nanostructures using Near-Field Polarimetry2016

    • 著者名/発表者名
      Shun Hashiyada, Tetsuya Narushima, Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Near-Field Optics, Nanophotonics and Related Techniques (NFO-14)
    • 発表場所
      Act City Hamamatsu Congress Center (Hamamatsu, Shizuoka)
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-06
    • 国際学会
  • [学会発表] Circular Dichroism Microscopy Free from Commingling Linear Dichroism to Analyze Chiroptical Properties of Materials2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Narushima, Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Near-Field Optics, Nanophotonics and Related Techniques (NFO-14)
    • 発表場所
      Act City Hamamatsu Congress Center (Hamamatsu, Shizuoka)
    • 年月日
      2016-09-05 – 2016-09-05
    • 国際学会
  • [学会発表] 金ナノ長方形の縦プラズモンモード励起に伴う局所光学活性2016

    • 著者名/発表者名
      橋谷田俊,成島哲也,岡本裕巳
    • 学会等名
      日本分光学会 平成28年度年次講演会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2016-05-26 – 2016-05-26
  • [学会発表] Near-Field Circular Dichroism Imaging to Design Optically Active Nanomaterials2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Narushima, Shun Hashiyada, Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      11th Annual IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems (IEEE-NEMS 2016)
    • 発表場所
      Taikanso (Matsushima, Miyagi)
    • 年月日
      2016-04-20 – 2016-04-20
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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