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2008 年度 実績報告書

ナノ微粒子系の波動関数と励起状態の動的挙動

研究課題

研究課題/領域番号 18205004
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)

研究分担者 井村 考平  分子科学研究所, 光分子科学研究領域, 助教 (80342632)
キーワードナノ材料 / 走査プローブ顕微鏡 / 近接場 / 超高速分光 / コヒーレンス / プラズモン / 金属ナノ微粒子
研究概要

開口プローブを用いた超高速近接場測定では,超短パルスがファイバーによる分散の効果を深刻に受け,パルス幅が大きく広がる。この効果を避けるため,本予算で購入したプログラマブル空間位相変調素子或いは現有の可変形鏡を用いた分散補償光学系を開発し,20fsを切る時間分解能の実現を目指した。実際の光学系でのパルス圧縮を試み,15cmの光ファイバー通過後で約20fsのパルス幅を得る技術を確立した。これを近接場光学系に組み込むことで目標とする測定性能が得られると考えている。また,近接場におけるパルス整形の基礎技術の開発を行った。
研究室に既存の近接場分光イメージング装置を用いて,様々な材質・形状の微粒子,及びそれらを配列したナノ構造体試料の作成と測定を進めている。以前に確立した同一試料の同一部位の電子顕微鏡像と近接場光学像を比較検討できる手法を用いて球状金微粒子の島状二次元集合体について増強電場のイメージングを行い,辺縁部や欠陥部位で電場の増強とラマン活性が顕著になることを明らかにし,増強電場では構造の揺らぎが重要であることを見いだした。またその起源について簡単なモデル計算により考察を行った。電子ビームリソグラフィーで作成したディスク状の金のナノ構造体では,大きさの異なるディスクや二つのディスクが近接した試料の観測解析を進め,特異なプラズモンモードの起源をほぼ明らかにした。また近接場プローブ付近からの透過光がディスクにより異常に増大する共鳴現象を見いだした。これらの成果は,微粒子系におけるプラズモンモードの挙動を考察するための基礎として,重要な意味を持つと考えている.
さらに,これらの基礎的な電場構造の知見の応用として,三角プレート金ナノ微粒子が二光子誘起発光によるバイオイメージングのための材料として有効であることを示した.

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Near-field Raman imaging and electromagnetic field confinement in the self-assembled monolayer array of gold nanoparticles2008

    • 著者名/発表者名
      M. K. Hossain, 他4名
    • 雑誌名

      Langmuir 24

      ページ: 9241-9244

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dye-fluorescence enhancement and quenching by gold nanoparticles : direct near-field microscopic observation of shape dependence2008

    • 著者名/発表者名
      N. N. Horimoto, K. Imura, H. Okamoto
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 467

      ページ: 105-109

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Novel Near-Field Microscpectroscopy and Imaging of Local Excitations and Wavefunctions of Nanomaterials2008

    • 著者名/発表者名
      K. Imura, H. Okamoto
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn. 81

      ページ: 659-675

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near-Field Optical Imaging of Nanoscale Optical Fields and Plasmon Waves2008

    • 著者名/発表者名
      H. Okamoto, K. Imura
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 47

      ページ: 6055-6062

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 折接場顕微今光イメージングによる貴金属微粒子のプラズモンモードの研究2008

    • 著者名/発表者名
      井村考平, 岡本裕巳
    • 雑誌名

      表面科学 29

      ページ: 336-343

    • 査読あり
  • [学会発表] Static and Dynamic Near-Field Spectroscopy of Nanomaterials2009

    • 著者名/発表者名
      H. Okamoto, K. Imura
    • 学会等名
      Indo-Japan Bilateral Symposium on "Recent Progress in Spectroscopy and Theory in Chemistry"
    • 発表場所
      Kolkata, India
    • 年月日
      2009-03-07
  • [学会発表] 近接場光学顕微鏡による局在プラズモンの研究2009

    • 著者名/発表者名
      井村考平, 岡本裕巳
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 走査プローブ顕微鏡分科会 平成20年度研究会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2009-01-29
  • [学会発表] 貴金属ナノ構造体の近接場顕微分光研究2008

    • 著者名/発表者名
      井村考平, 岡本裕巳
    • 学会等名
      日本分光学会 高感度表面・界面分光部会第1回シンポジウム
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2008-12-05
  • [学会発表] Cell imaging with two-photon induced photoluminescence from gold nanoparticles2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Jiang, 堀本訓子, 井村考平, 岡本裕巳, 松井広, 重本隆一
    • 学会等名
      第2回分子科学討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-09-26
  • [学会発表] Pulse Compression by the Use of Deformable Mirror for Ultrafast Scanning Near-Field Optical Microscopy System2008

    • 著者名/発表者名
      H. J. Wu, 井村考平, 岡本裕巳
    • 学会等名
      第2回分子科学討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-09-25
  • [学会発表] 金ナノディスクの近接場顕微分光2008

    • 著者名/発表者名
      井村考平, 岡本裕巳, 上野貢生, 三澤弘明
    • 学会等名
      第2回分子科学討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-09-24
  • [学会発表] 金ナノヴォイド構造の近接場顕微分光2008

    • 著者名/発表者名
      岡本裕巳, 井村考平, キムスイル, 上野貢生, 三澤弘明
    • 学会等名
      第2回分子科学討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-09-24
  • [学会発表] 円形金ナノプレートの近接場分光特性2008

    • 著者名/発表者名
      井村考平, 岡本裕巳, 上野貢生, 三澤弘明
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      春日井
    • 年月日
      2008-09-04
  • [学会発表] Electric-field distribution revealed by near-field two-photon excitation at interstitial sites in linear nano-hole array structures of gold2008

    • 著者名/発表者名
      S. I. Kim, K. Imura, H. Okamoto, S. Kim
    • 学会等名
      236th ACS National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      Philadelphia, USA
    • 年月日
      2008-08-20
  • [学会発表] Nanoscale near-field imaging of enhanced optical fields in metal structures2008

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Okamoto, Kohei Imura
    • 学会等名
      XXII IUPAC Symposium on Photochemistry
    • 発表場所
      Gothenburg, Sweden
    • 年月日
      2008-07-29
  • [学会発表] Characterization of two-photon induced photoluminescence occurring at the nanohole array structures2008

    • 著者名/発表者名
      S. I. Kim, K. Imura, H. Okamoto, S. Kim
    • 学会等名
      Korean Chemical Society Physical Chemistry Summer Workshop
    • 発表場所
      Chunchon, Korea
    • 年月日
      2008-07-02
  • [学会発表] Near-field imaging of enhanced optical fields and plasmon waves2008

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Okamoto, Kohei Imura
    • 学会等名
      The OSA Topical Conference on Nanophotonics 2008
    • 発表場所
      Nanjing, China
    • 年月日
      2008-05-28

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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