金属ナノ構造における局在プラズモン・格子間結合の動力学的研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21310065
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ構造科学
• 研究機関: 防衛大学校
• 研究代表者: 北島 正弘 防衛大学校, 応用科学群, 教授 (00343830)
• 研究分担者: 岸村 浩明 防衛大学校, 電気情報学群, 助教 (40535332) ; 片山 郁文 横浜国立大学, 学際プロジェクト研究センター, 特任教員(助教) (80432532)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: ナノ粒子配列構造 / 局在光物性 / プラズモン・格子結合 / 超高速ダイナミクス / ホットスポット

研究概要

コヒーレントな振動の振幅が金ナノ構造による局在電場増強により励起されることが超短時間領域で初めて直接確認された。表面増強ラマンのダイナミクスを解明するための重要な一歩となる。さらに本研究で得られた成果は、今後の化学反応ダイナミックスの制御の基盤となる知見を与える。

研究成果

• [雑誌論文] Surface Plasmon Enhancement of Coherent phonons in an ion-implanted graphite, Ultrafast Phenomena XVII (2011)
  • 著者名/発表者名: I. Katayama, S. Koga, T. Shimada, K. Kato, S. Hishita, D. Fujita, J. Takeda, and M. Kitajima
  • 雑誌名: By M. Chergui ページ: 227-229
  • URL: http://www.oup.com
  • 査読あり
• [雑誌論文] Doping-type dependence of phonon dephasing dynamics in Si (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiko Kato, Katsuya Oguri, Atsushi Ishizawa, Kouta Tateno, Takehiko Tawara, Hideki Gotoh, Masahiro Kitajima, Hidetoshi Nakano, and T. Sogawa
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 98 ページ: 045101-1-3
  • DOI: doi:10.1063/1.3574533
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coherent optical phonons in the iron oxypnictide SmFeAsO1-xFx(x=0.075) (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, Y. Kamihara, H. Koguchi, T. Atou, H. Hosono, I. Katayama, J. Takeda, M. Kitajima, K. G. Nakamura
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: 013707-1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.80.013707
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast Dynamics of Surface-Enhanced Raman Scattering Due to Au Nanostructures (2011)
  • 著者名/発表者名: I. Katayama, S. Koga, K. Shudo, J. Takeda, T. Shimada, S. Hishita, D. Fujita, J. Takeda, and M. Kitajima
  • 雑誌名: Nano Lett 巻: 11 ページ: 2648-2654
  • DOI: DOI:10.1021/nl200667t
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-shot time-frequency imaging spectroscopy using an echelon mirror (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Sakaibara, Yuki Ikegaya, I kufumi Katayama, and Jun Takeda
  • 雑誌名: Opt. Lett 巻: 37 ページ: 1118-1120
  • DOI: DOI:10.1364/OL.37.001118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-Time Time-Frequency Imaging of Ultrashort Laser Pulses Using an Echelon Mirror (2011)
  • 著者名/発表者名: I. Katayama, H. Sakaibara, and J. Takeda
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 50 ページ: 102701-1-5
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.50.102701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial distribution of enhanced optical fields in monolayered assemblies of metal nanoparticles : Effects of interparticle coupling (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Okamoto, Kohei Imura, Toru Shimada, and Masahiro Kitajima
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobiology A : Chemistry 巻: 221 ページ: 154-159
  • DOI: DOI:10.1016/j.jphotochem.2011.01.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction of coherent phonons with defects and elementary excitations (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Hase and M. Kitajima
  • 雑誌名: J. Phys. Condens. Matter 巻: 22 ページ: 073201-073223
  • DOI: DOI:10.1088/0953-8984/22/7/073201
  • 査読あり
• [雑誌論文] カーボンナノチューブのコヒーレントフォノン (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤景子、北島正弘
  • 雑誌名: 真空 巻: 53 ページ: 317-326
  • URL: http://www.vacuum-jp.org
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropy in ultrafast carrier and phonon dynamics in p-type heavily doped Si (2009)
  • 著者名/発表者名: Keiko Kato, Atsushi Ishizawa, Katsuya Oguri, Kouta Tateno, Takehiko Tawara, Hideki Gotoh, Masahiro Kitajima and Hidetoshi Nakano
  • 雑誌名: Jap. J. Appl. Phys 巻: 4 ページ: 100205-1002007
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.48.100205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comment on "Small Atomic Displacements Recorded in Bismuth by the Optical Reflectivity of Femtosecond Laser-Pulse Excitations" (2009)
  • 著者名/発表者名: O. V. Misochko, M. Kitajima, K. Ishioka
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 102 ページ: 0297101-1-1
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.102.029701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical control and mode selective-excitation of coherent phonons in YBa2Cu3O (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Tahakashi, Keiko Kato, Hidetoshi, Nakano, Masahiro kitajima, Kenji Ohmori, Kazutaka Nakamura
  • 雑誌名: Sol. St. Commun 巻: vol.149 ページ: 1955-1957
  • URL: http://www.elsevier.com/locate/ssc
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coherent Alg and Eg Phonons of Antimony, in Ultrafast Phenomena XVI (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ishioka, M. Kitajima, O. V. Misochko
  • 雑誌名: edited by P. Corkum ページ: 220-222
  • URL: http://www.springer.com
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast dynamics of coherent phonons in the aligned single-walled carbon nanotubes, in Ultrafast Phenomena XVI (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kato, K. Ishioka, M. Kitajima, J. Tang, H. Petek
  • 雑誌名: edited by P. Corkum ページ: 259-261
  • URL: http://www.springer.com
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mode selective Excitation of Coherent Phonons in Bismuth by Femotosecond Pulse Pair, in Ultrafast Phenomena XVI (2009)
  • 著者名/発表者名: K. G. Nakamura, H. Takahashi, K. Ishioka, M. Kitajima, J. C. Delagnes, H. Katsuki, K. Hosaka, H. Chiba, K. Ohmori, K. Watanabbe, Y. Matsumoto
  • 雑誌名: edited by P. Corkum ページ: 223-225
  • URL: http://www.springer.com
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dekorsy,"Large-amplitude coherent phonons in semimetals, in Ultrafast Phenomena XVI (2009)
  • 著者名/発表者名: O. V. Misochko, M. V. Lebedev, K. Ishioka, M. Kitajima, S. V. Chekalin, T.
  • 雑誌名: edited by P. Corkum ページ: 229-231
  • URL: http://www.springer.com
  • 査読あり
• [学会発表] Near-field spectroscopy of well-defined gold、nanoaggregate (2012)
  • 著者名/発表者名: M. K. Hossain, M. Kitajima, K. Imura & H. Okamoto
  • 学会等名: Fifth Sausi Science Conference
  • 発表場所: College of Applied Sciences. Umm Al-Qura University. Makkah, Saudi Arabia
  • 年月日: 20120416-18
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブにおけるコヒーレントフォノンの検出波長依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田原佳祐、古賀翔、片山郁文、武田淳、柳和宏、島田透、北島正弘
  • 学会等名: 第59回応用物理学会関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 20120315-18
• [学会発表] 半金属Bi超薄膜における表面金属状態の時間領域THz分光 (2012)
  • 著者名/発表者名: 横田耕一郎、武田淳、長尾忠昭、C. Dang、韓貴、菱田俊一、北島正弘、片山郁文
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫県)
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] ベンゼンチオールのコヒーレント振動の金表面吸着による変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 首藤健一、土井幸四郎、片山郁文、北島正弘、武田淳
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫県)
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] SmFeAsO_<1-x> F_x(x=0.075)のコヒーレントフォノン計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 江田恭之、小口寛明、片山郁文、武田淳、北島正弘、神原陽一、中村一隆
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第32回年次大会
  • 発表場所: TKP仙台カンファレンスセンター(宮城県)
  • 年月日: 2012-01-30
• [学会発表] Time-resolved Measurements of Coherent Vibrations in Benzenethiol Adsorbed on Au (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Shudo, K. Doi, I. Katayama, J. Takeda and M. Kitajima
  • 学会等名: 6th International Symposium on Surface Science
  • 発表場所: Tower Hall Funabori, Tokyo
  • 年月日: 20111211-15
• [学会発表] Carrier Dynamics in Ultrathin Films of Semimetal Bismuth Studied with Terahertz Time-Domain Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Yokota、I. Katayama, J. Takeda, T. Nagao and M. Kitajima
  • 学会等名: 36th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves
  • 発表場所: Houston, USA
  • 年月日: 20111002-07
• [学会発表] Carrier and Coherent Phonon Dynamics in Ar+-ion Implanted Graphite (2011)
  • 著者名/発表者名: I. Katayama, S. Koga, J. Takeda, and M. Kitajima
  • 学会等名: The Conference on Lasers and Electro-Optics(CLEO/QELS2011)
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 20110501-06
• [学会発表] Single-Shot Time-Frequency Imaging of Phonon-Polariton Dispersion in Ferroelectric LiNbO3 (2011)
  • 著者名/発表者名: I. Katayama et.al
  • 学会等名: The Conference on Lasers and Electro-Optics(CLEO/QELS2011)
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 20110501-06
• [学会発表] グラファイト・グラフェンにおけるコヒーレントDモードフォノン (2011)
  • 著者名/発表者名: 古賀翔,土井幸司郎,片山郁文,吹留博一,末光眞希,武田淳,北島正弘
  • 学会等名: 第22回光物性研究会
  • 発表場所: 熊本大学(熊本県)
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] Coherent Phonon Dynamics in Diamond Superlattices (2011)
  • 著者名/発表者名: M. F. Avila-Ortega, S. Koga, I. Katayama, J. Takeda, H. Watanabe, S. Nakajima and M. Kitajima
  • 学会等名: 第22回光物性研究会
  • 発表場所: 熊本大学(熊本県)
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] グラファイト・グラフェンにおけるコヒーレントフォノン分光 (2011)
  • 著者名/発表者名: 片山郁文、土井幸司郎、古賀翔、首藤健一、武田淳、北島正弘
  • 学会等名: 表面・界面スペクトロスコピー2011
  • 発表場所: マホロバ・マインズ三浦(神奈川県)
  • 年月日: 2011-12-03
• [学会発表] グラファイトにおけるコヒーレントDモードフォノンの検出波長依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古賀翔,土井幸司郎,片山郁文,島田透,加藤景子,菱田俊一,藤田大介,北島正弘
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学(富山県)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 局在表面プラズモンによるカーボンナノチューブのコヒーレントフォノン振幅増強 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田原佳祐、古賀翔、片山郁文、武田淳、唐捷、柳和宏、島田透、北島正弘
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形県)
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] グラフェンにおけるコヒーレントフォノン (2011)
  • 著者名/発表者名: 古賀翔、片山郁文、武田淳、阿部峻佑、吹留博一、末光眞希、島田透、北島正弘
  • 学会等名: 第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学(神奈川県)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] カーボンナノチューブにおけるコヒーレントフォノンの振幅増強 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田原佳祐、古賀翔、片山郁文、武田淳、唐捷、島田透、北島正弘
  • 学会等名: 第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学(神奈川県)
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] 金ナノ構造を用いた表面増強ラマン散乱の時間分解計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土井幸司郎、古賀翔、片山郁文、武田淳,北島正弘
  • 学会等名: 第6回ナノテク交流シンポジウム
  • 発表場所: 横浜市立大学(神奈川県)
  • 年月日: 2011-03-04
• [学会発表] カーボンナノチューブにおけるDモードコヒーレントフォノンの振幅増強 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田原佳祐、古賀翔、片山郁文、武田淳、北島正弘
  • 学会等名: 第6回ナノテク交流シンポジウム
  • 発表場所: 横浜市立大学(神奈川県)
  • 年月日: 2011-03-04
• [学会発表] Auナノ構造によるグラファイトのコヒーレントD-モードフォノンの振幅増強 (2010)
  • 著者名/発表者名: 古賀翔、片山郁文、武田淳、首藤健一、島田透、久保敦、菱田俊一、藤田大介、北島正弘
  • 学会等名: 第21回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学(大阪府)
  • 年月日: 20101210-11
• [学会発表] 時間領域THz分光を用いた半金属Bi超薄膜のキャリアダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 横田耕一郎、武田淳、韓貴、D. McCarthy、長尾忠昭、北島正弘、片山郁文
  • 学会等名: 第21回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学(大阪府)
  • 年月日: 20101210-11
• [学会発表] カーボン系材料におけるコヒーレントフォノンのプラズモン増強 (2010)
  • 著者名/発表者名: 古賀翔、片山郁文、武田淳、島田透、加藤景子、菱田俊一、藤田大介、北島正弘
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
  • 年月日: 20100320-23
• [学会発表] グラファイトのコヒーレントDモードフォノン (2010)
  • 著者名/発表者名: 古賀翔、片山郁文、武田淳、島田透、加藤景子、菱田俊一、藤田大介、北島正弘
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学(神奈川県)
  • 年月日: 20100317-20
• [学会発表] 次元に配列した金微粒子からの第二高調波発生 (2010)
  • 著者名/発表者名: 工藤雅史、島田透、久保敦、北島正弘、田中正俊、鈴木隆則
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学(神奈川県)
  • 年月日: 20100317-20
• [学会発表] コヒーレントフォノン分光による炭素系材料の表面欠陥評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 古賀翔、片山郁文、武田淳、北島正弘
  • 学会等名: 横浜キーテクノロジー創生フォーラム2010
  • 発表場所: 横浜情報文化センター(神奈川県)
  • 年月日: 2010-11-02
• [学会発表] グラファイト表面におけるDモード・コヒーレントフォノンの振幅増強 (2010)
  • 著者名/発表者名: 片山郁文、古賀翔、首藤健一、武田淳、島田透、菱田俊一、藤田大介、北島正弘、横田耕一郎、武田淳、韓貴、D. McCarthy、長尾忠昭
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学(大阪府)
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] 半金属Bi超薄膜におけるキャリアダイナミクスの時間領域THz分光 (2010)
  • 著者名/発表者名: 横田耕一郎、武田淳、韓貴、D. McCarthy、長尾忠昭、北島正弘、片山郁文
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学(大阪府)
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] グラファイトにおけるコヒーレントDモードフォノンの表面プラズモン増強 (2010)
  • 著者名/発表者名: 古賀翔、片山郁文、武田淳、首藤健一、島田透、菱田俊一、藤田大介
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎県)
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] Dynamics of Coherent Phonons in Disordered Graphite (2010)
  • 著者名/発表者名: I. Katayama, S. Koga, T. Shimada, K. Kato, S. Hishita, D. Fujita, J. Takeda, M. Kitajima
  • 学会等名: International Conference of Ultrafast Phenomena 2010
  • 発表場所: Snowmass, USA
  • 年月日: 2010-07-20
• [学会発表] Enhancement of coherent D-mode phonons in highly-oriented pyrolytic graphite (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Koga, I. Katayama, J. Takeda, T. Shimada, S. Hishita, D. Fujita, and M. Kitajima
  • 学会等名: SSSJ-A3 Foresight Joint Symposium on Nano-materials and Nanostructures
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2010-07-06
• [学会発表] Surface Plasmon Enhancement of Coherent phonons in an ion-implanted graphite (2010)
  • 著者名/発表者名: Katayama, S. Koga, J. Takeda, T. Shimada, S. Hishita, D. Fujita, and M. Kitajima
  • 学会等名: International Conference on Nanophotonics 2010
  • 発表場所: つくば国際会議場(茨城県)
  • 年月日: 2010-06-02
• [学会発表] 炭素系材料におけるコヒーレントフォノンとその欠陥効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 古賀翔、片山郁文、武田淳、島田透、加藤景子、藤田大介、北島正弘
  • 学会等名: 第20回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学(大阪府)
  • 年月日: 20091211-12
• [学会発表] Near-Field Study on Correlation of Localized Electric Field and Nanostructures in Monolayer Assembly of Gold Nanoparticles (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Shimada, K. Imura, M. K. Hossain, H. Okamoto, and M. Kitajima
  • 学会等名: 3rd International Conference on Science and Technologyfor Advanced Ceramics(STAC3)
  • 発表場所: Miel Park Yokohama
  • 年月日: 20090616-18
• [学会発表] Ultrafast dynamics of coherent phonons in heavily doped p-type Si (2009)
  • 著者名/発表者名: Keiko Kato, Katsuya Oguri, Atsushi Ishizawa, Kouta Tateno, Takehiko Tawara, Hideki Gotoh, Masahiro Kitajima, and Hidetoshi Nakano
  • 学会等名: 3rd International Conference on Science and Technologyfor Advanced Ceramics(STAC3)
  • 発表場所: Miel Park., Yokohama
  • 年月日: 20090616-18
• [学会発表] Dephasing dynamics of coherent phonons in heavily doped Si under non-resonant photoexcitation (2009)
  • 著者名/発表者名: Keiko Kato, Atsushi Ishizawa, Katsuya Oguri, Kouta Tateno, Takehiko Tawara, Masahiro Kitajima, Hidetoshi Nakano
  • 学会等名: CLEO/Europe-EQEC 2009
  • 発表場所: Muenchen, Germany
  • 年月日: 2009-06-19
• [図書] 現代表面科学シリーズ (2012)
  • 著者名/発表者名: 北島正弘
  • 総ページ数: 35
  • 出版者: 共立出版