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2022 年度 研究成果報告書

周期構造の非伝搬モードによる量子ドットのプラズモン発光増強と白色レーザーへの応用

研究課題

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研究課題/領域番号 20K05359
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分30020:光工学および光量子科学関連
研究機関三重大学

研究代表者

元垣内 敦司  三重大学, 工学研究科, 准教授 (00303751)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード表面プラズモン共鳴 / 伝搬型表面プラズモン / 非伝搬モード / ファノ共鳴 / 金属回折格子 / 量子ドット / 発光増強 / 白色光源
研究成果の概要

本研究では青レーザー光と緑、赤色で発光する量子ドットと金属回折格子の相互作用である表面プラズモン共鳴を利用した白色レーザーを実現することを最終目標として研究を行った。
非伝搬モードを利用して量子ドットの発光増強を実現するところまではできなかったが、研究期間全体を通じて、非伝搬モードについては、非伝搬モードの物理的な挙動解明、Auの1次元回折格子からなる表面プラズモンセンサーを作製し、実験での非伝搬モードの実証を行うことができた。一方、量子ドットの発光増強については、表面プラズモン共鳴に起因すると考えられるAl薄膜上でのInP/ZnS量子ドットの発光増強を確認することができた。

自由記述の分野

ナノ光学、照明工学、オプトエレクトロニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を通して、非伝搬モードという定在する伝搬型表面プラズモンが発生するメカニズムを明らかにすることができて、表面プラズモンに関する新たな学術的知見を得ることができた。また、非伝搬モードを使った量子ドットの発光増強まで研究を進めることができなかったものの、金属薄膜上に量子ドットを塗布すると、発光増強が確認できたので、本研究の成果である非伝搬モードを用いることで顕著が量子ドットの発光増強が確認できれば、白色LED照明に変わる新たな照明デバイスへの応用に期待が持てると考えられる。

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公開日: 2024-01-30  

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