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2013 年度 実績報告書

深紫外光による表面プラズモンの励起とその応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23360031
研究機関静岡大学

研究代表者

川田 善正  静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (70221900)

研究分担者 居波 渉  静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (30542815)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワードプラズモン / 深紫外線 / 蛍光測定 / マルチカラーイメージング / バイオテクノロジー / 自家蛍光 / 蛍光顕微鏡 / 表面科学
研究概要

本研究では、深紫外領域において表面プラズモンの励起法を開発するとともに、その励起特性を解明し、深紫外プラズモニクスの新しい応用分野を開拓することを目的として研究を行なった。深紫外領域で表面プラズモンを励起するための材料の検討、励起方法の最適化を行ない、金属表面からの光電子放出の増大、生物試料の自家蛍光の励起への応用展開を目指して研究を進めてきた。今年度は、表面プラズモンの電場増強効果を利用し、高効率で感度良く蛍光を励起し、生体試料のマルチカラーイメージングを実現した。
表面プラズモンは、金属表面での電場の局在性と増強効果を利用することにより、センサー感度の向上、蛍光の高効率励起など様々な応用が提案されてきた。これまで表面プラズモンの励起には、近赤外から赤色光が多く用いられてきた。これは表面プラズモンに一般的に用いられる金や銀などの金属は、短波長側では良い特性を示さず、表面プラズモンが励起できないためである。深紫外領域における表面プラズモンはほとんど研究されてこなかった。
昨年度までに、深紫外光で表面プラズモンを励起するための金属材料の探索を行ない、アルミニウムが良い特性を示すことを見出した。石英基板にアルミニウム薄膜を蒸着し、表面プラズモンが励起し、その電場増強効果を検証した。複数種類の量子ドットを混ぜあわせた試料を作製し、広帯域の発光領域をもつ蛍光試料が深紫外光で一度に励起可能であることを示した。波長域250nm程度の広帯域で5倍程度の発光増強が得られることを確認した。またHeLa細胞の核、ミトコンドリア、アクチンなどを多色染色し、深紫外光で一度に励起可能であることを示した。表面プラズモンの電場増強効果を利用することにより、蛍光強度が向上することを確認した。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (33件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 20件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Multi-Color Imaging of Fluorescent Nanodiamonds in Living HeLa Cells Using Direct Electron-Beam Excitation2014

    • 著者名/発表者名
      Y.Nawa, W.Inami, S.Lin,Y.Kawata, S.Terakawa, C.-Y.Fang, H.-C.Chang
    • 雑誌名

      Chem Phys Chem

      巻: Vol.15,No.4 ページ: 721-726

    • DOI

      10.1002/cphc.201300802

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanometric light spots of cathode luminescence in Y2O3:Eu3+ phosphor thin films excited by focused electron beams as ultra-small illumination source for high-resolution optical microscope2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Sugita, Masashi Kamiya, Chiyu Morita, Aki Miyake, Yasunori Nawa, Yuriko Masuda, Wataru Inami, Hiroko Kominami, Yoichiro Nakanishi, Yoshimasa Kawata
    • 雑誌名

      Optical Materials Express

      巻: 4 ページ: 155-161

    • DOI

      10.1364/OME.4.000155

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Second order nonlinear optical susceptibilities in non-electrically poled guest-host polymers with novel tricyanofuran chromophores2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Ito, Yasuaki Sato, Ryosuke Takasu, Nobuyuki Mase, Yoshimasa Kawata, Shigeru Tasaka and Atsushi Sugita
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 53 ページ: 01AD09

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.01AD09

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic autofluorescence imaging of intracellular components inside living cells using direct electron beam2014

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Nawa, Wataru Inami, Aki Miyake, Atsushi Ono, Yoshimasa Kawata, Sheng Lin, and Susumu Terakawa
    • 雑誌名

      Biomedical Optics Express

      巻: 5 ページ: 378-386

    • DOI

      10.1364/BOE.5.000378

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface plasmon coupled fluorescence in deep-ultraviolet excitation by Kretschmann configuration2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ono, Masakazu Kikawada, Wataru Inami, Yoshimasa Kawata
    • 雑誌名

      Frontiers of Physics

      巻: 9 ページ: 60-63

    • DOI

      10.1007/s11467-013-0385-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of ZnO luminescent films on SiN films for light source of high-resolution optical microscope2014

    • 著者名/発表者名
      Aki Miyake, Satoshi Kanamori, Yasunori Nawa, Wataru Inami, Hiroko Kominami, Yoshimasa Kawata and Yoichiro Nakanishi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 53 ページ: 04EH11-1 - 6

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.04EH11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanophotonics for Live Cell Observation with High Resolution2013

    • 著者名/発表者名
      Wataru Inami, Yasunori Nawa, Yoshimasa Kawata
    • 雑誌名

      2013 International Conference on QiR (Quality in Research)

      巻: - ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/QiR.2013.6632524

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescence enhancement with deep-ultraviolet surface plasmon excitation2013

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ono, Masakazu Kikawada, Rentaro Akimoto, Wataru Inami, Yoshimasa Kawata
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 21 ページ: 17447-17453

    • DOI

      10.1364/OE.21.017447

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Amorphous silicon nitride thin films implanted with cerium ions for cathodoluminescent light source2013

    • 著者名/発表者名
      Akito Chiba, Shinnosuke Tanaka, Wataru Inami, Atsushi Sugita, Kazumasa Takada, Yoshimasa Kawata
    • 雑誌名

      Optical Materials

      巻: 35 ページ: 1887-1889

    • DOI

      10.1016/j.optmat.2013.02.018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Second-order nonlinear optical susceptibilities of nonelectrically poled DR1-PMMA guest-host polymers2013

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Sugita, Yasuaki Sato, Kazuma Ito, Kenta Murakami, Yasuaki Tamaki, Nobuyuki Mase, Yoshimasa Kawata and Shigeru Tasaka
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 117 ページ: 14857-14864

    • DOI

      10.1021/jp407892b

    • 査読あり
  • [学会発表] Surface plasmon coupled fluorescence in deep-ultraviolet excitation2013

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ono, Masakazu Kikawada, Rentaro Akimoto, Wataru Inami, Yoshimasa Kawata,
    • 学会等名
      EMN Fall Meeting 2013
    • 発表場所
      Florida, USA
    • 年月日
      20131207-20131210
    • 招待講演
  • [学会発表] 蛍光体薄膜を用いた電子線励起高分解能光学顕微鏡

    • 著者名/発表者名
      川田 善正、名和 靖矩、居波 渉
    • 学会等名
      第349回蛍光体同学会講演会
    • 発表場所
      化学会館ホール(東京都)
    • 招待講演
  • [学会発表] 電子線励起微小光源による光ナノイメージング

    • 著者名/発表者名
      川田 善正 居波 渉
    • 学会等名
      第3回超高速光エレクトロニクス研究会 第20回光波シンセシス研究グループ研究会 理研シンポジウム
    • 発表場所
      独立行政法人理化学研究所(埼玉県)
    • 招待講演
  • [学会発表] 深紫外域プラズモン励起による蛍光増強と生物観察への応用

    • 著者名/発表者名
      川田 善正、黄川田 昌和、小野 篤史、居波 渉
    • 学会等名
      レーザー学会創立40周年記念学術講演会第34回年次大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県)
    • 招待講演
  • [学会発表] 深紫外プラズモニクスによるマルチカラーバイオイメージング

    • 著者名/発表者名
      川田 善正、黄川田 昌和、小野 篤史、居波 渉
    • 学会等名
      第6回超領域研究会
    • 発表場所
      静岡大学静岡キャンパス(静岡県)
    • 招待講演
  • [学会発表] 電子線直接励起蛍光顕微鏡による高分解能生体観察

    • 著者名/発表者名
      居波 渉, 名和 靖矩, 川田 善正
    • 学会等名
      第6回超領域研究会
    • 発表場所
      静岡大学静岡キャンパス(静岡県)
    • 招待講演
  • [学会発表] 電子線励起による高分解能バイオイメージング

    • 著者名/発表者名
      川田 善正、名和 靖矩、居波 渉
    • 学会等名
      バイオメディカルニューマイクロスコープ分科会平成25年度シンポジウム講演会(BMNM2014)
    • 発表場所
      帝京大学板橋キャンパス(東京都)
    • 招待講演
  • [学会発表] 多光子励起過程によるZnSe 3次元PL観察

    • 著者名/発表者名
      川田 善正, 居波 渉
    • 学会等名
      第24回高温エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      宇宙科学研究所(神奈川県)
    • 招待講演
  • [学会発表] Nanoimaging by Electron-Beam Assisted Optical Microscope

    • 著者名/発表者名
      Wataru Inami, Yasunori Nawa, Yoshimasa Kawata, Susumu Terakawa
    • 学会等名
      INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON OPTICAL MEMORY 2013
    • 発表場所
      Yonsei University, Korea
    • 招待講演
  • [学会発表] OPTICAL NANO-IMAGING FOR THE ANALYSIS OF LIVING BIOLOGICAL CELLS

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Kawata, Yasunori Nawa, Wararu Inami
    • 学会等名
      Inter Academia 2013
    • 発表場所
      Sofia University, Bulgaria
    • 招待講演
  • [学会発表] Optical Nanoimaging with Electron Beam Excitation

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Kawata, Yasunori Nawa, and Wataru Inami
    • 学会等名
      International Conference of Applied Sciences
    • 発表場所
      Academia Sinica, Taiwan
    • 招待講演
  • [学会発表] Deep-UV SPR for the Enhancement of Fluorescence Excitation

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Kawata, Masakazu Kikawada, Atsushi Ono, and Wataru Inami
    • 学会等名
      UV-DUV Plasmonics and Nanophotonics Workshop
    • 発表場所
      Osaka University
    • 招待講演
  • [学会発表] Subdiffraction Resolution Imaging with Electron-Beam Assisted Optical Microscope

    • 著者名/発表者名
      Wataru Inami, Yoshimasa Kawata
    • 学会等名
      The 15th Takayanagi Memorial Symposium
    • 発表場所
      Shizuoka University
  • [学会発表] Nanoimaging with Electron-Beam Assisted Optical Microscope

    • 著者名/発表者名
      Wataru Inami, Yoshimasa Kawata
    • 学会等名
      Shizuoka University International Sympsoium 2013 - Directions of Interdisciplinary Domain Research in Japan-Europe Partnership
    • 発表場所
      GRANSHIP in Shizuoka
    • 招待講演
  • [学会発表] High Density Optical Data Storage and New Applications related to Optical Storage Technologies

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Kawata
    • 学会等名
      Asia-Pacific Data Storage Conference 2013
    • 発表場所
      Hualien, Taiwan
    • 招待講演
  • [学会発表] High-Resolution Bioimaging with Electron Beam Excitation Microscopy

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Kawata, Yasunori Nawa, Wataru Inami
    • 学会等名
      2013 Japan-Taiwan Bilateral Symposium in Nano/Bio-Photonics
    • 発表場所
      Shizuoka University
    • 招待講演
  • [学会発表] High-Resolution Bioimaging with Electron Beam Excitation Assisted Optical Microscopy

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Kawata, Wataru Inami, and Yasunori Nawa
    • 学会等名
      International Symposium on Super-Resolution Imaging 2013
    • 発表場所
      Hamamatsu, Shizuoka
    • 招待講演
  • [学会発表] High Resolution Optical Microscopy with Nanometric Light Source Excited with Electron Beam

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Kawata, Nawa Yasunori, Satoshi Kanamori, Aki Miyake, Wataru Inami, Yoichiro Nakanishi
    • 学会等名
      THE 20TH INTERNATIONAL DISPLAY WORKSHOPS
    • 発表場所
      Sapporo Convention Center
    • 招待講演
  • [学会発表] Deep-UV Surface Plasmon Resonance for the Enhancement of Fluorescent Excitation

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Kawata, Masakazu Kikawada, Atsushi Ono, and Wataru Inami
    • 学会等名
      The First International Workshop on Digital Convergence of Nano Technology for Creative Economy
    • 発表場所
      Yonsei University, Korea
    • 招待講演
  • [学会発表] High Resolution Bio-Imaging with Electron Beam Assisted Optical Micrscopy

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Kawata, Yasunori Nawa, and Wataru Inami
    • 学会等名
      1st KANSAI Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
    • 発表場所
      Senri Life Science Center, Osaka
    • 招待講演
  • [学会発表] Deep-UV Surface Plasmon Resonance for Multicolor Imaging in Cells

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Kawata, Masakazu Kikawada, Atsushi Ono, and Wataru Inami
    • 学会等名
      UK-Japan Workshop on Photonics and Metamaterials Research
    • 発表場所
      UK Embassy, Tokyo
    • 招待講演
  • [図書] はじめての光学2014

    • 著者名/発表者名
      川田 善正
    • 総ページ数
      223
    • 出版者
      講談社
  • [備考] OSL

    • URL

      http://optsci.eng.shizuoka.ac.jp/index.html

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公開日: 2015-05-28  

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