近接場光励起による金属表面の局所電子ダイナミクスの理論

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21350018
• 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: 物理化学
• 研究機関: 分子科学研究所
• 研究代表者: 信定 克幸 分子科学研究所, 理論・計算分子科学研究領域, 准教授 (50290896)
• 研究分担者: 安池 智一 分子科学研究所, 理論・計算分子科学研究領域, 助教 (10419856)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• キーワード: 近接場光 / 電子ダイナミクス / 局所的電子構造 / ナノ光応答 / 量子開放系

研究概要

近接場光励起による金属表面局所電子ダイナミクスを記述するためのナノ光応答理論とその理論に基づく数値計算手法の開発を行い、ナノ分子構造体における近接場光励起ダイナミクスを明らかにした。また、表面吸着系の電子状態を記述するため、物理的に意味のある外向波境界条件を満たすクラスターモデル理論の開発を行った。クラスターの端における非物理的な反射が起こらず、クラスターサイズに対して殆ど依存せずに吸着系の電子状態を記述することが可能である。

研究成果

• [雑誌論文] "Raman enhancement by plasmonic excitation of structurally-characterized metal clusters: Au_8, Ag_8, and Cu_8", Phys. Chem. (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yasuike and K. Nobusada
  • 雑誌名: Chem. Phys. 巻: 15 ページ: 5424-5429
  • DOI: DOI: 10.1039/c3cp44537b
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Total Structure and Optical Properties of a Phosphine/Thiolate-Protected Au_<24> Nanocluster" (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Das, T. Li, K. Nobusada, Q. Zeng, N. L. Rosi and R. Jin
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 134 ページ: 20286-20289
  • DOI: DOI: 10.1021/ja3101566
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Enhanced Raman spectrum of pyrazine with the aid of resonant electron dynamics in a nearby cluster" (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Noda, T. Yasuike, K. Nobusada and M. Hayashi
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 巻: 550 ページ: 52-57
  • DOI: DOI: 10.1016/j.cplett.2012.08.059
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Open-boundary cluster model implemented in first-principles calculations for electronic excited states of an adsorbate-surface system" (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yasuike and K. Nobusada
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 84 ページ: 245408-1-245408-8
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevB.84.245408
  • 査読あり
• [雑誌論文] " Exciton-polariton transmission in quantum dot waveguides and a new transmission path due to thermal relaxation" (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubota and K. Nobusada
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 134 ページ: 044108-1-044108-8
  • DOI: DOI: 10.1063/1.3541821
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Near-field-induced optical force on a metal particle and C_<60>: Real-time and real-space electron dynamics simulation" (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Iwasa and K. Nobusada
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 82 ページ: 043411-1-043411-6
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevA.82.043411
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Nonuniform light-matter interaction theory for near-field-induced electron dynamics" (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Iwasa and K. Nobusada
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 80 ページ: 043409-1-043409-11
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevA.80.043409
  • 査読あり
• [学会発表] ナノ分子構造体における電子・電磁場カップリングダイナミクスの第一原理計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 信定克幸
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学(神奈川県)
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] Near-Field Excitation in Nanostructure Arrays: Electron and Electromagnetic Field Fully-Coupled Dynamics (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nobusada
  • 学会等名: The 2nd Sweden-Japan Workshop on Nanophotonics and Related Technology
  • 発表場所: Sweden
  • 年月日: 2012-06-19
• [学会発表] Photoinduced Electron Dynamics in Nanostructures: Nonuniform and Self-Consistent Light-Matter Interactions (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Nobusada
  • 学会等名: The Seventh Congress of the International Society for Theoretical Chemical Physics
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] 量子開放系クラスターモデルに基づく金属表面吸着系の第一原理電子励起状態計算 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安池智一、信定克幸
  • 学会等名: 分子科学会
  • 発表場所: 豊中市(大阪府)
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] ナノ構造体における局所電子励起と機能性発現の分子論 (2010)
  • 著者名/発表者名: 信定克幸
  • 学会等名: 分子研研究会「プラズモン増強光電場の分子科学研究への展開」
  • 発表場所: 岡崎市(愛知県)
  • 年月日: 2010-06-18
• [学会発表] 1 nm領域において近接場光が分子に及ぼす力の理論解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩佐豪、信定克幸
  • 学会等名: 分子科学会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋)
  • 年月日: 2009-09-24
• [図書] "Near-Field Excitation Dynamics in Molecules: Nonuniform Light-Matter Interaction Theory Beyond a Dipole Approximation", Progress in Nanophotonics 2, Chapter 1 (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Nobusada
  • 総ページ数: 1-32
  • 出版者: Springer-Verlag
• [備考]
  • URL: http://raphael.ims.ac.jp/