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最終年度となった2021年度はナノ光源の構造と放射パターンに関する調査を実施し、指向性を有するナノレーザの構造最適化を目標に研究を実施した。具体的には、コアに誘電体ナノ球、シェルに金属ナノキャップを採用したサブシェル構造の可視・赤外領域におけるプラズモン共鳴波長において、そのストークスパラメータから、散乱パターンを評価した数値計算は離散双極子近似法により実施した。サブシェル構造の非対称性によって、指向性を有するナノ光源となりうるかを検討した結果、波長によって異なる共鳴モードが空間への光放射パターンを大きく反映しており、全体に放射する単極子型、特定の2方向や4方向に放射する双極子型や四重極子型などの光放射が可能であることが明らかとなった。特に双極子型の放射については、中心軸に対して各方向の放射強度に大きな差が見られたため、特定方向にのみ強い光を放射できる可能性があり、コアに色素粒子や量子ドットを採用することで構造の歪さに由来した異方性放射の可能性を確認することができた。金属キャップやコア粒子の材料によって、同じ放射特性を所望する波長で実現可能であることも明らかとなった。並行して実験実証も行ったが、実験的に指向性を有する放射を確認するには至らなかった。上記の研究成果に類似のナノ構造の光学特性を用いた光熱変換シートやナノメモリについての成果もあげた。これらについて国内学会(プラズモニクスシンポジウム)1件，国際学会(MOC2021)1件(＋査読付きのProceedings一報)でそれぞれ報告した(すべてオンライン)。
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