| 研究概要 |
本研究の目的は
(1)ナノメートルオーダーに先鋭化された光ファイバーの先端,あるいはカーボンナノチューブ先端のような物質のナノ領域に局在した光と物質系(電子系と格子系)が相互作用する系を量子論的な枠組みの下に統一的に記述すること,
(2)通常の伝搬光では不可能な協同現象発現を予測し,それを用いたナノ構造形成のメカニズムと動的過程を明らかにすること,
(3)非断熱過程も考慮に入れて,単一原子・分子の状態と位置を操作することにより,サイズと生成位置を制御したナノメートルオーダーの(量子効果が期待される)ドットあるいはクラスターを作製するメカニズムの解明と新しい方法を提案し,新技術の創製を目指す実験へ指針を与えられる理論モデルを構築すること,
の3点である.前年度までに得られた知見・理論モデルに基づくと,ナノ領域では多重フォノン・非断熱過程が光反応において重要な役割を果たすと予測されたことから,今年度は2色近接場光を用いた亜鉛ナノ構造作製に関する実験データを解析検討した.近接場光分子解離により堆積作製される亜鉛ナノドットと近接場光と相互作用し脱離する亜鉛クラスター間の結合をMorseポテンシャルにより記述し,振動基底状態から連続状態への多重フォノン励起遷移振幅を算出した.脱離確率が大きくなるのは2状態間の励起エネルギーが2色近接場光のエネルギー差に近い場合であることが分かり,定性的に実験結果の傾向を理解できた.すなわち,亜鉛ナノドットにはそのサイズに応じた結合エネルギーが生じるが,2種類の近接場光のエネルギー差を所望のサイズに対応する結合エネルギー値に取ると,近接場光との相互作用によりサイズを制御してナノドットを作製することが可能になると考えられる.
本解析の着眼点は新規であり,ナノドット・ナノ構造のサイズを自在に制御できる可能性があるという知見は,新技術創製に向けた重要な成果である.
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