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2018 年度 実績報告書

プラズモニックアレイの科学の深化

研究課題

研究課題/領域番号 16H04217
研究機関京都大学

研究代表者

村井 俊介  京都大学, 工学研究科, 助教 (20378805)

研究分担者 中西 貴之  東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 講師 (30609855)
徳留 靖明  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50613296)
石井 智  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (80704725)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード表面プラズモン / プラズモニックアレイ / 蛍光体
研究実績の概要

H30年度は、H29年度の研究を踏まえ、以下の4項目を研究した。得られた成果を雑誌論文8件、学会発表16件にまとめた(うち招待講演2件)。H30年度頭に掲げた当初の目標を達成し、プラズモニックアレイの科学を大いに深化させることができた。
(1)非プラズモニックナノ粒子アレイの作製と光学特性:プラズモニックアレイの特徴をより明確に示すために、絶縁体や半導体のアレイを作製し、プラズモニックアレイとの差を検証し、非プラズモニックアレイが適する応用分野、プラズモニックアレイが適する応用分野を整理した。Siからなるアレイを作製し、Alアレイと発光制御性を比較したところ、Siアレイはより指向性が強い発光増強を示し、Alアレイは全方向への発光増強を示した。(成果は原著論文としてJAPにて発表した)
(2)アレイのコーティング技術の開発と特性解析:ALDを用いアレイに誘電体コーティングを施す技術を開発する。これによる耐熱性や耐化学薬品性の上昇の検証し、より実用化に近づけた。TiNアレイに誘電体コーティングを施すことで、空気中加熱での酸化温度を400℃から最大で800℃にまで高めることに成功した。(応用物理学会にて報告した)
(3)アレイの環境センシング応用:プラズモニックアレイを複水酸化物と掛け合わせ、複水酸化物の吸着能を活かした光学センシング能を検証した。色素の吸着による発光増強を確認した。成果をまとめ原著論文投稿予定である。
(4)アレイの温度センシング応用:プラズモニックアレイ温度センシング特性を持つ錯体分子と掛け合わせ、錯体分子の発光温度依存性を活かした温度センシング能を検証した。錯体分子薄膜が薄膜がカバーする領域の温度センシング能を持つことを示した。(原著論文としてJOSABにて発表した)

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

主宰研究者の研究室HP

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] アイントフォーヘン工科大学(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      アイントフォーヘン工科大学
  • [国際共同研究] パデュー大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      パデュー大学
  • [国際共同研究] セビリア材料研究所(CSIC)(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      セビリア材料研究所(CSIC)
  • [雑誌論文] Enhanced absorption and photoluminescence from dye-containing thin polymer film on plasmonic array2019

    • 著者名/発表者名
      Murai Shunsuke、Oka Saho、Azzam Shaimaa I.、Kildishev Alexander V.、Ishii Satoshi、Tanaka Katsuhisa
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 27 ページ: 5083~5083

    • DOI

      10.1364/OE.27.005083

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Temperature sensing of a plasmonic nanocylinder array by a polymer film containing chameleon complex2019

    • 著者名/発表者名
      Murai Shunsuke、Saito Motoharu、Kawachiya Yuki、Ishii Satoshi、Nakanishi Takayuki、Tanaka Katsuhisa
    • 雑誌名

      Journal of the Optical Society of America B

      巻: 36 ページ: E15~E15

    • DOI

      10.1364/JOSAB.36.000E15

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of directionally outcoupled photoluminescences from luminous layers on Si and Al nanocylinder arrays2019

    • 著者名/発表者名
      Murai Shunsuke、Saito Motoharu、Kawachiya Yuki、Ishii Satoshi、Tanaka Katsuhisa
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 125 ページ: 133101~133101

    • DOI

      10.1063/1.5087204

    • 査読あり
  • [雑誌論文] プラズモニックナノアンテナによる次世代光源創成の試み2019

    • 著者名/発表者名
      村井俊介
    • 雑誌名

      化學工業

      巻: 70 ページ: 117-121

  • [雑誌論文] Enhanced Photoluminescence from Organic Dyes Coupled to Periodic Array of Zirconium Nitride Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Kamakura Ryosuke、Murai Shunsuke、Fujita Koji、Tanaka Katsuhisa
    • 雑誌名

      ACS Photonics

      巻: 5 ページ: 3057~3063

    • DOI

      10.1021/acsphotonics.8b00320

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Demonstration of temperature-plateau superheated liquid by photothermal conversion of plasmonic titanium nitride nanostructures2018

    • 著者名/発表者名
      Ishii Satoshi、Kamakura Ryosuke、Sakamoto Hiroyuki、Dao Thang D.、Shinde Satish L.、Nagao Tadaaki、Fujita Koji、Namura Kyoko、Suzuki Motofumi、Murai Shunsuke、Tanaka Katsuhisa
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 10 ページ: 18451~18456

    • DOI

      10.1039/C8NR05931D

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Visible and near-infrared photoluminescence enhanced by Ag nanoparticles in Sm3+-doped aluminoborate glass2018

    • 著者名/発表者名
      Gao Yuan、Murai Shunsuke、Fujita Koji、Tanaka Katsuhisa
    • 雑誌名

      Optical Materials

      巻: 86 ページ: 611~616

    • DOI

      10.1016/j.optmat.2018.10.018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced photoluminescence and directional white-light generation by plasmonic array2018

    • 著者名/発表者名
      Kamakura Ryosuke、Murai Shunsuke、Yokobayashi Yusuke、Takashima Keijiro、Kuramoto Masaru、Fujita Koji、Tanaka Katsuhisa
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 124 ページ: 213105~213105

    • DOI

      10.1063/1.5050993

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] プラズモニックおよび非プラズモニックナノシリンダーアレイ の発光増強効果の比較2019

    • 著者名/発表者名
      野口 和希、村井 俊介、田中 勝久
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] プラズモニックアレイによる蛍光増強と 指向性白色生成2019

    • 著者名/発表者名
      鎌倉 涼介,村井 俊介,藤田 晃司, 田中 勝久
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 窒化チタンナノ構造の光熱変換による水の温度一定過熱2019

    • 著者名/発表者名
      石井 智、村井 俊介、鎌倉 涼介、阪本 浩之、呉屋 伸哉、ダオ タン、シンデ サティシュ、名村 今日子、鈴木 基文、長尾 忠昭、田中 勝久
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] Photoluminescence Enhancement by Plasmonic Nanoparticles and Arrays2018

    • 著者名/発表者名
      Yuan Gao, 〇Shunsuke Murai, Koji Fujita, Katsuhisa Tanaka
    • 学会等名
      10.3rd Global Congress and Expo on Materials Science & Engineering
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Enhancement of Spontaneous Emission of Quantum Emitters near Metallic Thin films2018

    • 著者名/発表者名
      〇Shunsuke Murai, Katsuhisa Tanaka, Shaimaa I. Azzam, Satoshi Ishii, Alexander V. Kildishev, and Motoharu Saito
    • 学会等名
      Progress In Electromagnetics Research Symposium (PIERS) 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Surface lattice resonance excited in Al nanocylinder array in the UV spectral region2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke MURAI, Yuki Kawachiya, Koji FUJITA, Katsuhisa TANAKA
    • 学会等名
      Strong Coupling with Organic Molecules (SCOM)2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Luminescence color tuning via phase selective distributions of Eu2+ and Eu3+ in glass ceramics2018

    • 著者名/発表者名
      Yuan Gao, Shunsuke Murai, Koji Fujita, Katsuhisa Tanaka
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第13回関西支部学術講演会
  • [学会発表] メソポーラスシリカ薄膜で被覆したAlナノシリンダーアレイにおける 光学応答のアルコール分圧依存性2018

    • 著者名/発表者名
      厚味 泰輔、村井 俊介、田中 勝久
    • 学会等名
      日本ゾル-ゲル学会 第16回討論会
  • [学会発表] Warm white light generation using oxyfluoride glass ceramics with near UV source2018

    • 著者名/発表者名
      Yuan Gao, Shunsuke Murai, Kenji, Shinozaki, Koji Fujita, Katsuhisa Tanaka
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第50回ガラス部会夏季若手セミナー
  • [学会発表] AlナノシリンダーアレイによるFe薄膜の磁気光学効果の増強2018

    • 著者名/発表者名
      厚味 泰輔、村井 俊介、藤田 晃司、田中 勝久
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 原子層堆積法による窒化チタンナノシリンダーアレイの耐熱性誘電体被覆と熱酸化抑制2018

    • 著者名/発表者名
      呉屋 伸哉, 村井 俊介, 藤田 晃司, 田中 勝久
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 誘電体被覆による窒化チタンナノシリンダーアレイの熱耐久性の向上2018

    • 著者名/発表者名
      呉屋 伸哉・村井 俊介・藤田 晃司・田中 勝久
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第13回関西支部学術講演会
  • [学会発表] Surface lattice resonances excited in Al nanocylinder arrays in the UV, visible and near-infrared spectral regions2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Murai, Yuki Kawachiya, Motoharu Saito, Koji Fujita and Katsuhisa Tanaka
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Near Field Optics, Nanophotonics, & related technqcues (NFO15)
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-phase crystallization and dopant distribution in glass ceramics to control luminescence color2018

    • 著者名/発表者名
      Yuan Gao, Shunsuke Murai, Kenji, Shinozaki (AIST), Koji Fujita, Katsuhisa Tanaka
    • 学会等名
      International Congress on Glasses (ICG) Annual Meeting 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-phase Crystallization and Dopant Distribution in Glass-ceramics for White Light Emitting Diodes2018

    • 著者名/発表者名
      Yuan Gao, Shunsuke Murai, Kenji, Shinozaki (AIST), Katsuhisa Tanaka
    • 学会等名
      The 10th Symposium on China Functional Glasses and International Forum on the New Photoelectronic Materials
    • 国際学会
  • [学会発表] Achieving Spatially-selective Dopant Distribution in Glass Ceramics for Warm Light Emitting Diodes2018

    • 著者名/発表者名
      Yuan Gao, Shunsuke Murai, Kenji, Shinozaki (AIST), Katsuhisa Tanaka
    • 学会等名
      The 35th International Korea-Japan Seminar on Ceramics
    • 国際学会
  • [備考] 京都大学田中勝久研究室

    • URL

      http://dipole7.kuic.kyoto-u.ac.jp/contents/publication.html

  • [産業財産権] Wavelength conversion apparatus and light source apparatus2018

    • 発明者名
      S。. Murai, Y. Yokobayashi
    • 権利者名
      S。. Murai, Y. Yokobayashi
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      15656577
    • 外国

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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