単一蛍光分子制御技術及び計測システムの開発

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20510112
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 独立行政法人情報通信研究機構
• 研究代表者: 山田 俊樹 独立行政法人情報通信研究機構, 未来ICT研究センターナノICTグループ, 主任研究員 (10359101)
• 研究協力者: 梶 貴博 独立行政法人情報通信研究機構, 未来ICT研究センターナノICTグループ, 専攻研究員 (40573134)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 時間相関単一光子計数システム / イオン性液体 / 単一蛍光体 / 液浸対物レンズ / 単一分子分光 / 単一光子光源

研究概要

様々な周囲環境下、電磁場環境制御下における単一蛍光体の蛍光特性の評価及び制御を行った。改良型光電子増倍管を検出器として用いた時間相関単一光子計数システム及び屈折率マッチング媒体としてのイオン性液体と高開口数の液浸対物レンズ用いた新規な高効率な顕微集光ユニットを構築した。本研究において得られた成果はバイオナノセンシング及び光デバイス作製への広範な応用が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication of two-dimensional Ta2O5 photonic crystal slabs with ultra-low background emission toward highly sensitive fluorescence spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Kaji, Toshiki Yamada, Rieko Ueda, Xingsheng Xu, Akira Otomo
  • 雑誌名: Optics Express 19 ページ: 1422-1428
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modification of two-photon excited fluorescence from quantum dots in SiN photonic crystals (2010)
  • 著者名/発表者名: Xingsheng Xu, Toshiki Yamada, Shiyoshi Yokoyama
  • 雑誌名: Optics Letters 35 ページ: 309-311
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antibunching and blinking from a single colloidal CdSe quantum dot (2010)
  • 著者名/発表者名: Xingsheng Xu, Shuai Chen, Toshiki Yamada
  • 雑誌名: Science China 53 ページ: 1619-1625
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time correlated single photon counting system with a modified objective unit for studying fluorescence emitters under high-vacuum and ambient gas conditions (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Yamada, Akira Otomo
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 49 ページ: 01AE04-1-01AE04-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] 蛍光体研究のための時間相関単一光子計数系及び高真空及び周囲ガス環境下における高効率集光系の開発-イオン性液体と液浸対物レンズの使用- (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田俊樹
  • 雑誌名: 情報通信学会技術研究報 Vol.109(No.251) ページ: 35-40
• [雑誌論文] Excitation intensity dependence of power-law statistics in nanocrystal quantum dots (2009)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Goushi, Toshiki Yamada, Akira Otomo
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemstry C 113 ページ: 20161-20168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-photon excited fluorescence from CdSe quantum dots on SiN photonic crystals (2009)
  • 著者名/発表者名: Xingsheng Xu, Toshiki Yamada, Rieko Ueda, Akira Otomo,
  • 雑誌名: Applied Physics Letter 95 ページ: 221113-1-221113-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Corrlation between antibunching and blinking of photoluminescence from a single CdSe quantum dot (2009)
  • 著者名/発表者名: Xingsheng Xu, Toshiki Yamada, Shiyoshi Yokoyama
  • 雑誌名: The European Physics Journal D 55 ページ: 691-697
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-correlated single photon counting system and light-collection system for studying fluorescence emitters under high-vacuum condition : Use of immersion objective and ionic liquid (2009)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Yamada, Akira Otomo
  • 雑誌名: Thin Solid Films 518 ページ: 432-4369
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-photon source in strong photon-atom interaction regime in quasiperiodic photonic crystals (2008)
  • 著者名/発表者名: Xingsheng Xu, Hongda Chen, Toshiki Yamada, Akira Otomo
  • 雑誌名: Europhysics Letters 84 ページ: 67003-1-67003-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photostability of single-photon emission from a single quantum dot in the 650-nm wavelength band at room temperature (2008)
  • 著者名/発表者名: Xignsheng Xu, Toshiki Yamada, Akira Otomo
  • 雑誌名: Applied Physics B 93 ページ: 539-543
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time correlated single photon counting and optical measurement systems for studying single fluorescent emitters under high vacuum conditions (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Yamada, Kenichi Goushi, Xingsheng Xu, Akira Otomo
  • 雑誌名: Thin Solid Films 517 ページ: 1507-1511
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization of microscope unit for studying fluore scence emitters under high-vacuum and ambient gas conditions : Optical properties for various ionic liquids as a refractive index matching medium
  • 著者名/発表者名: Toshiki Yamada, Akira Otomo
  • 雑誌名: to be published in Physics Procedia.
  • 査読あり
• [学会発表] 高感度蛍光顕微鏡法実現に向けた2次元Ta2O5フォトニック結晶の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 梶貴博
  • 学会等名: 2011年春季第58回応用物理学関連連合講演
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] 超低バックグラウンド発光の2次元フォトニック結晶を用いたペリレンビスイミドの蛍光増強 (2011)
  • 著者名/発表者名: 梶貴博
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会(2011)
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] Enhancement of dye fluorescence using photonic crystal slabs with ultra-low background emission (2011)
  • 著者名/発表者名: 梶貴博
  • 学会等名: 6^th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] Optimization of microscope unit for studying fluorescence emitters undue high-vacuum and ambient gas conditions (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田俊樹
  • 学会等名: 9th International Conference on Nano Molecular Electronics
  • 発表場所: 神戸国際会議場、兵庫県
  • 年月日: 2010-12-15
• [学会発表] Fabrication of low ackground two-dimensional Ta2O5 photonic rystals for observing fluorescence nhancement of organic dyes (2010)
  • 著者名/発表者名: 梶貴博
  • 学会等名: 9th International Conference on Nano Molecular Electronics
  • 発表場所: 神戸国際会議場、兵庫県
  • 年月日: 2010-12-14
• [学会発表] 2次元フォトニック結晶基板上に吸着した色素分子の発光挙動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 梶貴博
  • 学会等名: 2010年光化学討論会
  • 発表場所: 千葉大学,千葉県
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] Optimization of microscope objective unit for studying fluorescence emitters under high-vacuum and ambient gas conditions and its applications (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田俊樹
  • 学会等名: 6th International Symposium on Organic Molecular Electronics
  • 発表場所: 千葉大学,千葉県
  • 年月日: 2010-06-11
• [学会発表] 蛍光体研究のための時間相関単一光子計数系及び高真空及び周囲ガス環境下における高効率集光系の開発-イオン性液体と液侵対物レンズの使用- (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田俊樹
  • 学会等名: 電子情報通信学会有機エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 中央電気倶楽部,大阪府
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] 時間相関単一光子計数系と 高真空中高効率集光系-イオン性液体と液浸対物レンズの使用- (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田俊樹
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学,茨城県
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] 高真空中時間相関単一光子 検出系と単一発光体蛍光挙動解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田俊樹
  • 学会等名: 日本化学会第89春期年会
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス,千葉県
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] Time-correlated single photon counting system and modified objective unit for studying fluorescence emitters under high vacuum condition (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田俊樹
  • 学会等名: Fifth International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
  • 発表場所: 宮崎国際会議場,宮崎県
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] Fluorescence characterization of single emitters and development of modified microscope unit in high vacuum in conjunction with time-correlated single photon counting system (2008)
  • 著者名/発表者名: 山田俊樹
  • 学会等名: 8th International Conference on Nano-Molecular Electronics
  • 発表場所: 神戸ポートピアホテル,兵庫県
  • 年月日: 2008-12-16
• [学会発表] Time-correlated single photon counting and optical measurement systems for studying single fluorescence emitters in high vacuum conditions (2008)
  • 著者名/発表者名: 山田俊樹
  • 学会等名: 2nd International Symposium on the Manipulation of Advanced Smart Materials
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場,兵庫県
  • 年月日: 2008-05-29
• [産業財産権] フォトニック結晶 (2011)
  • 発明者名: 梶貴博, 山田俊樹, 大友明
  • 権利者名: (独)情報通信研究機構
  • 産業財産権番号: 特許,2011-046586
  • 出願年月日: 2011-03-03
• [産業財産権] 試料観測方法、光学顕微鏡及び蛍光相関分析装置 (2008)
  • 発明者名: 山田俊樹
  • 権利者名: (独)情報通信研究機構
  • 産業財産権番号: 特許,2008-316489
  • 出願年月日: 2008-12-12