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2018 年度 実績報告書

浮遊微粒子の光による冷却技術開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K17841
研究機関大阪大学

研究代表者

蓑輪 陽介  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (50609691)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード微粒子 / 光トラップ / イオントラップ
研究実績の概要

本研究においては、光トラップおよびイオントラップの技術を駆使し、ナノ・マイクロ微粒子(以下、微粒子)を真空中に捕捉する技術を確立する。さらに、この技術を基盤とし、微粒子の重心運動エネルギーの低減や・内部エネルギーの低減といった様々な冷却技術の開発・確立を目指す。そのために必要とされる適切な材料の微粒子の作製についてもとりくむ。H30年度の主要な成果は以下 の4項目である。
1. 光トラップした微粒子の重心運動を、低真空中でホモダイン検出することに成功した。現在、重心運動エネルギーを低減させるためのフィードバック機構を構築中である。
2. 前年度に構築した平面電極型イオントラップには、予期しない電場の発生が頻繁に起こることと、トラップ領域が小さいという欠点があることが明らかとなった。この欠点を解消すべく、ロッド電極型のイオントラップを構築した。トラップ可能領域が増大したことで複数の粒子を同時にトラップ可能であることを実証した。さらに、電極の構造を工夫することで、予期しない電場の発生を抑制することに成功した。
3. 半導体硫化カドミウム粒子を逆ミセル法によって作製することに成功した。平均サイズ100 nmの非常に均一な粒子を作製することに成功した。
4. 3で述べた半導体硫化カドミウム粒子からの発光を測定することに成功した。残念ながら、アンチストークス発光成分は非常に小さいことが明らかとなった。現在は、微粒子の結晶性の向上を検討中である。また、この作成した微粒子の光トラップおよび光トラップ中での発光測定を実装中である。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン
  • [雑誌論文] Single-particle photoluminescence from cadmium selenide quantum dots fabricated via laser ablation in superfluid helium2018

    • 著者名/発表者名
      Minowa Yosuke、Suzuki Tatsuro、Setoura Kenji、Ito Syoji、Miyasaka Hiroshi、Ashida Masaaki
    • 雑誌名

      Journal of Nanophotonics

      巻: 13 ページ: 1~1

    • DOI

      10.1117/1.jnp.13.012506

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of cadmium selenide quantum dots with laser ablation in superfluid helium2018

    • 著者名/発表者名
      Minowa Yosuke、suzuki tatsuro、setoura kenji、ito syoji、miyasaka hiroshi、ashida masaaki
    • 雑誌名

      Proceedings Volume 10712, Optical Manipulation Conference

      巻: 10712 ページ: 107120N

    • DOI

      10.1117/12.2319016

    • 査読あり
  • [学会発表] 極限環境における光トラッピング ,2019

    • 著者名/発表者名
      蓑輪 陽介, 耿 溪, 小門 慶祐,芦田 昌明,
    • 学会等名
      新学術領域研究「光圧ナノ」第3回公開シンポジウム
  • [学会発表] レーザー光による超流動ヘリウム中の量子渦の可視化と制御,2019

    • 著者名/発表者名
      蓑輪陽介, 耿溪, 小門慶祐, 芦田昌明,
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] 微粒子の四重極直線型イオントラップによる浮遊・捕捉および光学的測定,2019

    • 著者名/発表者名
      上野翔生, 蓑輪陽介, 芦田昌明,
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] Optical trapping of dielectric particles in superfluid helium2018

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Minowa, Xi Geng, Masaaki Ashida,
    • 学会等名
      Optical Trapping and Optical Micromanipulation XV
    • 国際学会
  • [学会発表] Semiconductor quantum dots fabricated via laser ablation in superfluid helium2018

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Minowa, Tatsuro Suzuki, Kenji Setoura, Syoji Ito, Hiroshi Miyasaka, Masaaki Ashida
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed Matter and Nano Materials (EXCON 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of inner structure and optical properties of semiconductor microspheres2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Tatemoto, Yosuke Minowa, Masaaki Ashida
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed Matter and Nano Materials (EXCON 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical trapping of sub-micro particles in superfluid helium2018

    • 著者名/発表者名
      Xi Geng, Yosuke Minowa, Masaaki Ashida
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed Matter and Nano Materials (EXCON 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Cadmium Selenide Quantum Dots with Laser Ablation in Superfluid Helium2018

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Minowa, T. Suzuki, K. Setoura, S. Ito, H. Miyasaka, M. Ashida
    • 学会等名
      The 5th Optical Manipulation Conference (OMC'18)
    • 国際学会
  • [学会発表] 超流動ヘリウム中での光トラップと量子渦の可視化,2018

    • 著者名/発表者名
      蓑輪陽介, 耿溪, 芦田昌明,
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
  • [学会発表] 超流動ヘリウム下におけるプラズモン共鳴トラッピング,2018

    • 著者名/発表者名
      小門 慶祐, 蓑輪 陽介, 瀬戸浦 健仁, 伊都 将司, 宮坂 博, 石田 周太朗, 笹木 敬司, 芦田 昌明,
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] テラヘルツ分光による固体酸化物イオン伝導体のミクロポテン シャル評価法の確立,2018

    • 著者名/発表者名
      森本智英, 永井正也, 蓑輪陽介, 芦田昌明, 横谷洋一郎, 奥山勇治, 可児幸宗,
    • 学会等名
      第44回固体イオニクス討論会
  • [学会発表] レーザーアブレーションによって作製した半導体微小球の内部構造とその光学的特性,2018

    • 著者名/発表者名
      建本晃宏, 蓑輪陽介, 芦田昌明,
    • 学会等名
      第29回光物性研究会
  • [学会発表] 超流動ヘリウムにおける光を用いた量子渦の可視化及び操作,2018

    • 著者名/発表者名
      耿 溪, 蓑輪陽介, 芦田昌明,
    • 学会等名
      第29回光物性研究会
  • [学会発表] 逆ミセル法によるCdSサブマイクロ微粒子の作製とその光学評価,2018

    • 著者名/発表者名
      倉本翔平, 蓑輪陽介, 芦田昌明,
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会

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公開日: 2019-12-27  

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