| 研究課題/領域番号 |
19H02434
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
村井 俊介 京都大学, 工学研究科, 助教 (20378805)
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| 研究分担者 |
冨田 恒之 東海大学, 理学部, 准教授 (00419235)
篠崎 健二 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (10723489)
中西 貴之 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主任研究員 (30609855)
徳留 靖明 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50613296)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | プラズモニックアレイ / ナノ粒子周期アレイ / 光マネジメント科学 / Mie共鳴 / ナノアンテナ / フッ化物ナノ粒子 / 照明 / ナノアンテナシール |
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| 研究実績の概要 |
申請書記載の計画に従い、以下の項目を研究した．得られた成果を7報の原著論文と24報の学会発表として報告した．
昨年度の研究を受け、今年度は以下の研究を行った．A：ナノシリンダーアレイの基礎特性：実験とシミュレーションを組み合わせ，基礎特性に関する学理確立を目指した． A-1:状態密度解析：アレイと蛍光体を組み合わせ，蛍光と量子収率測定を通じアレイ面内での光の状態密度を見積もった．A-2：アップコンバージョン発光のアレイによる変調・増強：アップコンバージョン蛍光を示す希土類含有ナノ粒子を合成し，アレイ上に塗布しアップコンバージョン蛍光を測定した．最大100倍をこう得る蛍光強度の増強を見出した。A-3：光磁気光学（ファラデー効果・カー効果）のアレイによる変調・増強：光磁気効果の表面プラズモンによる増強の更に詳細なメカニズムをシミュレーションにより検討し、明らかにした．A-４：非ブラべ格子アレイの基礎特性：非ブラべ格子アレイを作製し、その基礎特性を明らかにし、BICとの関連性を明確にした。Bナノシリンダーアレイの作製技術の確立：モールドの作製，ナノインプリントとリフトオフの各プロセスの最適化を図り，作製技術を改善した。C周辺技術の開拓： C-1：ナノシリンダーアレイの熱処理技術の確立：金属および誘電体ナノシリンダーアレイを実用に供するに当たって，熱処理による改質を行った．C-2:ナノアンテナ転写技術の開発：ナノアンテナをフレキシブルな基板に転写する手法を開発した。D:アレイの応用： D-1：高効率照明・レーザー 先端強発光材料とプラズモニックアレイおよび先端光学解析を掛け合わせ，高効率照明に応用可能な系を見出した．D-2：センサーアレイにLDH薄膜を塗布して，環境応答性のあるプラズモニックアレイを作製した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
事前に十分な打ち合わせ、予備検討を重ねていたため、研究は計画通りに進んでいる。シミュレーションで予期された通りの実験データが得られ、R3年度は数本の論文にまとめ投稿する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年度の研究を受け、今年度は以下の研究を行う．A：ナノシリンダーアレイの基礎特性：実験とシミュレーションを組み合わせ，基礎特性に関する学理確立を目指す． A-1:状態密度解析：アレイと蛍光体を組み合わせ，蛍光と量子収率測定を通じアレイ面内での光の状態密度を見積もる．特にナノ粒子の高さに注目し、シミュレーションを援用して最適構造を導き出す。A-2：アップコンバージョン発光のアレイによる変調・増強：アップコンバージョン蛍光を示す希土類含有ナノ粒子を合成し，アレイ上に塗布しアップコンバージョン蛍光を測定する．A-3：光磁気光学（ファラデー効果・カー効果）のアレイによる変調・増強：光磁気効果の表面プラズモンによる増強に最適な構造を作製し、大幅な増強を達成する．A-４：非ブラべ格子アレイの応用：非ブラべ格子アレイと発光材料を組み合わせ、発光変調を実現する。Bナノシリンダーアレイの作製技術の確立：モールドの作製，ナノインプリントとリフトオフの各プロセスの最適化を図り，作製技術を改善する．（京大）C周辺技術の開拓： C-1：ナノシリンダーアレイの熱処理技術の確立：金属および誘電体ナノシリンダーアレイを実用に供するに当たって，熱処理による改質をおこなう．C-2:ナノアンテナ転写技術の開発：誘電体ナノアンテナをフレキシブルな基板に転写する手法を開発する。
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