|
本研究の目的は、光共鳴ナノ構造近傍に誘起されるフォトサーマル効果を定量的に評価する手法を開発し、そのフォトサーマル効果を利用したサーマルエンジニアリングを実現することである。2022年度は、前年度の構築した中赤外ポンプ光と可視プローブ光を用いたフォトサーマル計測システムを用いて、誘電体メタマテリアルのフォトサーマル計測評価を行った。誘電体メタマテリアルは、電子線ビームリソグラフィによってマイクロメートルサイズのホールアレイをフッ化カルシウム基板上に作製し、高屈折率媒質であるシリコンを真空蒸着・リフトオフすることによって作製された。フーリエ変換赤外分光装置を用いて、円柱の直径と周期が異なるシリコンメタマテリアルを評価したところ、それらのパラメータに依存して共鳴波長が変化することがわかった。これらの中赤外域での光共鳴は、シリコンのミー共鳴に由来にするものである。ミー共鳴波長域に赤外吸収を有する有機高分子膜をシリコンメタマテリアル表面に塗布し、中赤外フォトサーマル測定を行った結果、メタマテリアル構造近傍で高分子膜のフォトサーマル効果が増強することがわかった。この結果は、シリコンメタマテリアル近傍の光共鳴効果によって赤外分光計測の感度が向上したことを意味しており、中赤外域のフォトサーマル効果を通じて赤外分光の高感度化が可能であることが示された。誘電体メタマテリアルの光共鳴域が非常に狭いことを利用すると、分子選択的な中赤外フォトサーマル分光が可能である。
|
