低次元金属ナノ材料のアーキテクトニクスと赤外プラズモン

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20671002
• 研究種目: 若手研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 長尾 忠昭 独立行政法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, グループリーダー (40267456)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: ナノ機能材料 / 赤外プラズモン / バイオ・環境センシング

研究概要

本研究では、原子スケールからナノスケールの金属構造物の構造制御を行うことで、赤外帯域を中心としたプラズモン共鳴周波数と電磁場増強効果を制御する方法論を確立し、その知見を発展させ高感度な溶液中生体分子の検出法、水環境汚染物質の検出法、エネルギー変換用の広帯域な光吸収・増強材料の開発を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Monitoring the Presence of Ionic Mercury in nvironmental Water by Plasmon-Enhanced Infrared Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Chung V. Hoang, Makiko Oyama, Osamu Saito, Masakazu Aono, Tadaaki Nagao
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Angstrom-Scale Distance Dependence of Antenna-Enhanced Vibrational Signals (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Bochterle, F. Neubrech, T. Nagao, and A. Pucci
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 6 ページ: 10917-10923
  • 査読あり
• [雑誌論文] Porous gold nanodisks with multiple internal hot spots (2012)
  • 著者名/発表者名: J.-S. Wi, S. Tominaka, K. Uosaki, and T. Nagao
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 14 ページ: 9131-9136
  • 査読あり
• [雑誌論文] Topographically controlled growth of silver nanoparticle clusters (2012)
  • 著者名/発表者名: J.-S. Wi, L.-K. Shrestha, and T. Nagao
  • 雑誌名: Phys. Status Solidi RRL 巻: 6 ページ: 202-204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-tiered Au nano-disk array for broadband interaction with light (2012)
  • 著者名/発表者名: J.-S. Wi, M. Rana, and T. Nagao
  • 雑誌名: Nanoscale 巻: 4 ページ: 2847-2850
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optically monitored Growth of Plasmonic Silver Nano-disks (2012)
  • 著者名/発表者名: C. V. Hoang and T. Nagao
  • 雑誌名: e-J. Surface Science and Nanothchnology 巻: 10 ページ: 239-242
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-energy plasmons in quantum-well and surface states of metallic thin films (2011)
  • 著者名/発表者名: V. M. Silkin, T. Nagao, V. Despoja, J. P. Echeverry, S. V. Eremeev, E. V. Chulkov, and P. M. Echenique
  • 雑誌名: Physical Review 巻: B 84 ページ: 165416-1 -9
  • DOI: doi: 10.1103/PhysRevB.84.165416
  • 査読あり
• [雑誌論文] Longitudinal and transverse coupling in infrared gold nanoantenna arrays: long range versus short range interaction regimes (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Weber, P. Albella, P. Alonso-Gonzalez, F. Neubrech, H. Gui, T. Nagao, R. Hillenbrand, J.Aizpurua, and A. Pucci
  • 雑誌名: Optic Express 巻: 19 ページ: 15047-15061
  • DOI: doi.org/10.1364/OE.19.015047
  • 査読あり
• [雑誌論文] Infrared spectroscopic and electron microscopic characterization of gold nanogap structure fabricated by focused ion beam (2011)
  • 著者名/発表者名: G. Han, D. Weber, F. Neubrech, I. Yamada, M. Mitome, Y. Bando, A. Pucci, and T. Nagao
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 22 ページ: 275202- 1 -7
  • DOI: doi:10.1088/0957-4484/22/27/275202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface-enhanced ATR-IR spectroscopy with interface-grown plasmonic gold-island films near the percolation threshold (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Enders, T. Nagao, A. Pucci,T. Nakayama, M. Aono
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 13 ページ: 4935-4941
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasmons in nanoscale and atomic-scale systems (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao, G. Han, C. V. Hoang, J.-S. Wi, A. Pucci, D. Weber, F. Neubrech, V. M. Silkin, D. Enders, O. Saito and M. Rana
  • 雑誌名: Science and Technology of Advanced Materials 巻: 11 ページ: 054506 -1 -12
  • DOI: doi:10.1088/1468-6996/11/5/054506
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical detection of plasmonic and electronic excitations in 1 nm-wide indium atomic wires (2010)
  • 著者名/発表者名: H. V. Chung, C. J. Kubber, G. Han, S. Rigamonti, D. Sanchez-Portal, D. Enders, A. Pucci, and T. Nagao
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 96 ページ: 243101-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-dimensional plasmons in ultrathin metallic silicide wires of finite width (2010)
  • 著者名/発表者名: E. P. Rugeramigabo, C. Tegenkamp, and H. Pfnur, T. Inaoka, and T. Nagao
  • 雑誌名: Physical Review 巻: B 81 ページ: 165407-1 -5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-dimensional plasmons in atom-scale metallic objects (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 雑誌名: proceedings of SPIE 巻: 7600 ページ: 76001Q1-8
  • DOI: doi:10.1117/12.841191
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of atomic-level plasmonic structures by low-energy EELS (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 雑誌名: Surface and Interface Analysis 巻: 40 ページ: 1764-1767
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental investigation of two-dimensional plasmons in a DySi2 monolayer on Si(111) (2008)
  • 著者名/発表者名: E. P. Rugeramigabo, T. Nagao, H. Pfnuer
  • 雑誌名: Physical Review 巻: B 78 ページ: 155402-1 -6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excitation of one-dimensional plasmons in Si and Au-Si complex atom wires (2008)
  • 著者名/発表者名: C. Liu, T. Inaoka, S. Yaginuma, T. Nakayama, M. Aono, and T. Nagao
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 19 ページ: 355204-1 -5
  • 査読あり
• [雑誌論文] 表面増強赤外吸収センサー材料の高感度化技術 (2008)
  • 著者名/発表者名: 長尾忠昭, D. Enders
  • 雑誌名: 技術総合誌 巻: OHM 95巻6号 ページ: 8-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disappearance of the quasi-one-dimensional plasmon at the metal-insulator phase transition of indium atomic wires (2008)
  • 著者名/発表者名: C. Liu, T. Inaoka, S. Yaginuma, T. Nakayama, M. Aono, and T. Nagao
  • 雑誌名: Physical Review 巻: B 77 ページ: 205415-1 -5
  • 査読あり
• [学会発表] Plasmons and their resonators in nanoscale and atomic-scale objects (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao , C. V. HOANG, J.-S. Wi, N. Arai, T. D. Dao
  • 学会等名: 6th International Conference of Advanced Materials and Nanotechnology (AMN-6)
  • 発表場所: Unversity of Auckland
  • 年月日: 2013-02-13
• [学会発表] Optical Antennas, Physics and Applications (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 学会等名: Second Canada - Japan Nanotechnology Workshop
  • 発表場所: Tokyo Big sight
  • 年月日: 2013-01-29
• [学会発表] Electromagnetic standing waves in low-dimensional nano objects: complementary approach by electron energy loss and optical spectroscopies (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 学会等名: Symposium on Surface and Nano Science 2013(SSNS'13)
  • 発表場所: Zao
  • 年月日: 2013-01-15
• [学会発表] シート型プラズモンの局在化と電場増強 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長尾忠昭
  • 学会等名: プラズモニック化学研究会
  • 発表場所: 日本化学会, お茶の水
  • 年月日: 2012-11-09
• [学会発表] Plasmons and their resonators in nanoscale and atomic-scale objects (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 学会等名: The 6th International Workshop on ADVANCED MATERIALS SCIENCE AND NANOTECHNOLOGY 2012, IMS VAST
  • 発表場所: Ha Long City, Vietnam
  • 年月日: 2012-10-31
• [学会発表] Nanoantennas for ppt-level biosensing and environmental monitoring (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 学会等名: International Conference on Emerging Advanced Nanomaterials 2012
  • 発表場所: Univ. Queensland
  • 年月日: 2012-10-23
• [学会発表] Plasmons in Atomic-scale/Nanoscale objects and Their Applications (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 学会等名: Physics and Astronomy Department Seminar
  • 発表場所: Univ Canterbury
  • 年月日: 2012-10-19
• [学会発表] Random Nano-gap Architecture for label-free in situ Broad-band Antenna Sensing (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao, C.V. Hoang, and M. Oyama
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Surface Science (ISSS-6)
  • 発表場所: Funabori, Tokyo
  • 年月日: 20111211-15
• [学会発表] Plasmons in reduced dimensions and on atomic scale (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 学会等名: The 95th Annual Meeting of Opitcal Society of America, Frontiers in Optics 2011/Laser Science XXVII
  • 発表場所: San Jose, California
  • 年月日: 20111016-20
• [学会発表] Low-dimensional plasmons and their resonators in atomic-scale objects (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 学会等名: European Union project summer school "Nanoantenna
  • 発表場所: Kirchhoff Institute for Physics, University of Heidelberg
  • 年月日: 20110425-30
• [学会発表] 原子スケール・ナノスケール構造の伝搬型プラズモンと定在波プラズモン (2011)
  • 著者名/発表者名: 長尾忠昭,
  • 学会等名: 第30回 ナノフォトニクスオープンセミナー, 東京大学大学院工学系研究科電気系工学専攻
  • 年月日: 2011-06-02
• [学会発表] Low-dimensional plasmons in metallic atom sheets, atom chains, and nano-sheets (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 学会等名: The International Conference on Nanophotonics 2010
  • 発表場所: Tsukuba International Congress Center, Tsukuba
  • 年月日: 20100530-0603
• [学会発表] Electromagnetic Wave Controlling by Atomic-Scale and Nanoscale Plasmonic Materials (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao, and A. Pucci
  • 学会等名: JST-DFG Workshop on Nanoelectronics
  • 発表場所: Physikzentrum Bad Honnef
  • 年月日: 20100118-20
• [学会発表] 金属ナノ構造・原子スケール構造のプラズモン (2010)
  • 著者名/発表者名: 長尾忠昭
  • 学会等名: 日本分光学会 高感度表面・界面部会 第3回シンポジウム
  • 発表場所: 産業技術総合研究所つくばセンター, つくば市
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] 原子スケール及びメゾスケール構造におけるプラズモンの計測、制御とその応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長尾忠昭,
  • 学会等名: 新世代研究所・バイオSPM研究会
  • 発表場所: 財団法人新世代研究所,東京 神田
  • 年月日: 2010-12-01
• [学会発表] Plasmon propagation and confinement in atom-scale chains and sheets (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 学会等名: Passion for knowledge
  • 発表場所: Kursaal Conference Center, Donostia-San Sebastian
  • 年月日: 2010-09-29
• [学会発表] Low-dimensional plasmons in metallic atom sheets, atom chains, and nano-sheets (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 学会等名: SPIE Photonics West
  • 発表場所: Moscone Center, San Francisco
  • 年月日: 2010-01-27
• [学会発表] Atom-scale and mesoscale infrared plasmonic structures at the metal-Si interfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 学会等名: The 12th International Conference on the Formation of Semiconductor Interfaces (ICFSI-12)
  • 発表場所: Weimar, Germany
  • 年月日: 20090705-10
• [学会発表] Atom-scale and mesoscale infrared plasmonic materials (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 学会等名: The 36th Conference on the Physics and Chemistry of Semiconductor Interfaces
  • 発表場所: Santa Barbara, CA
  • 年月日: 20090111-15
• [学会発表] シリコン表面上の原子スケール及びメゾスケール構造におけるプラズモン (2009)
  • 著者名/発表者名: 長尾忠昭
  • 学会等名: 拡がりをみせるシリコンフォトニクスとフォトニクス集積技術(電子情報通信学会 シリコン・フォトニクス研究会主催)
  • 発表場所: 東京工業大学,大岡山
  • 年月日: 2009-07-09
• [学会発表] ナノスケール赤外プラズモンの基礎物性、設計、応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 長尾忠昭
  • 学会等名: サーモフィッシャーサイエンティフィック ユーザーズフォーラム2009
  • 発表場所: ホテルラフォーレ東京, 品川
  • 年月日: 2009-06-12
• [学会発表] Atom-scale plasmonics: molding plasmons into atom chains and sheets (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 学会等名: UltraFast 2008 - Electron Dynamics and Electron Mediated Phenomena at Surfaces: Femto-chemistry and Atto-physics-
  • 発表場所: Donostia International Physics Center, San Sebastian, Spain
  • 年月日: 20080507-08
• [学会発表] Atom-scale plasmonic materials: plasmons in ultimately tiny systems (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 学会等名: RIKEN Symposium, The 7th International Symposium on Nanophotonics and Metamaterials
  • 発表場所: Wako-city, Japan
  • 年月日: 2008-11-07
• [学会発表] Atom-Scale Plasmonic Wires (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 学会等名: Gordon Research Conferences on Plasmonics
  • 発表場所: Tilton School, Tilton NH
  • 年月日: 2008-07-28
• [図書] Chapter V. 1 Propagating and standing-wave plasmonic modes in low-dimensional atomic-scale objects,in Nanoantenna (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 総ページ数: 151-173
  • 出版者: M.Lamy de la Chapelle, A. Pucci (Pan Stanford Publishing)
• [図書] "第6章: 表面の素励起", "7章: 非弾性トンネル分光," 現代表面科学シリーズ第3巻 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長尾忠昭
  • 総ページ数: 214-256
  • 出版者: 近藤寛監修 (共立出版)
• [図書] Chapter 9: Low-dimensional plasmons in atom sheets and atom chains, in Dynamics at Solid State Surfaces and Interfaces, Volume I (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nagao
  • 総ページ数: 189-211
  • 出版者: U. Bovensiepen, H. Petek, M. Wolf (Wiley VCH)
• [図書] 第2章 原子スケール・ナノスケール金属材料のプラズモン,金属ナノ・マイクロ粒子の形状・構造制御技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 長尾忠昭
  • 総ページ数: 10-28
  • 出版者: CMC出版
• [備考]
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/NAGAO_Tadaaki-j.html
• [備考]
  • URL: http://www.nims.go.jp/group/nsp/
• [備考]
  • URL: http://www.nims.go.jp/news/press/2013/02/p201302060.html
• [産業財産権] 表面増強赤外吸収センサーとその製造方法 (2012)
  • 発明者名: 長尾忠昭, ドミニクエンダース, 中山知信, 青野正和
  • 権利者名: 独立行政法人 物質・材料研究機構
  • 産業財産権番号: 米国特許登録第8193499号:
  • 取得年月日: 2012-06-05
  • 外国
• [産業財産権] Vertically Stacked Plasmonic Metal Disk Array for Trapping Broadband Light (2011)
  • 発明者名: ジュン スブ ウィ, マスッド ラナ、長尾忠昭
  • 権利者名: 独立行政法人 物質・材料研究機構
  • 産業財産権番号: 特願2011-279027
  • 出願年月日: 2011-12-20
• [産業財産権] ファイバープローブ及びその製作方法 (2011)
  • 発明者名: 長尾忠昭、ドミニク エンダース
  • 権利者名: 独立行政法人物質・材料研究機構
  • 産業財産権番号: 特願2011-152786
  • 出願年月日: 2011-07-11
• [産業財産権] 表面増強赤外吸収センサーとその製造方法 (2008)
  • 発明者名: 長尾忠昭、ドミニク エンダース、中山知信、青野正和
  • 権利者名: 独立行政法人 物質・材料研究機構
  • 産業財産権番号: 国際出願, PCT/JP2008/66107
  • 出願年月日: 2008-09-05
  • 外国