| 研究概要 |
銀膜コートCdSナノ微粒子の非線形光学応答シミュレーション
Mie散乱理論に光カー効果を考慮した拡張Mie理論計算手法を用いて、銀膜コートCdSナノ微粒子の非線形光学応答に対する計算機シミュレーションプログラムを作成した。これを用いた計算結果から、直径40nmのCdSに、膜厚30nmの銀膜をコートした微粒子において、500kW/mm^2以上の入射光強度で、散乱光強度が光スイッチ現象や光双安定現象等の非線形応答を示すことが明らかになった。
銀膜コートCdSナノ微粒子の作製
銀と硫黄が反応してAg_2Sを形成することのないように、Amineを表面修飾したCdS微粒子とカルボン酸チオールを表面修飾した銀を逆ミセル法で個別に合成し、混合することで、銀コートCdSナノ微粒子の作製を試みた。マイクロエマルジョン状態では、局在プラズモンによる吸光度のピークの半値幅が大きいことがわかり、微粒子サイズのばらつきが大きいことが示唆された。構築した顕微分光システムを用いて、1個あたりの散乱スペクトルを観察し、Mie理論計算と比較することで微粒子のサイズを測定した。その結果、直径40nmのCdSに、膜厚30nmの銀膜をコートした構造に相当する微粒子が存在することがわかった。
1個の微粒子における非線形光学特性評価
波長可変パルスレーザ(パルス幅3nsec,繰り返し周波数10Hz)を用いて、個々の微粒子散乱光強度測定実験を行ったが、非線形光学応答が発生する入射光強度に達する前に、微粒子の破壊がおきていることがわかった。CdSコート銀ナノ微粒子に変えて同様の実験を行ったところ、波長510nmにおいて瞬時入射光強度3.3kW/mmのときに、非線形な散乱光強度の増加がみられることがわかった。しかし、この構造においても、光照射による微粒子サイズの変化などがおきやすく、微粒子の耐光損傷が課題となることが明らかになった。
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