プラズモン局在場による放射圧クーリング

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23656039
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 笹木 敬司 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (00183822)
• 連携研究者: 藤原 英樹 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (10374670) ; 田中 嘉人 北海道大学, 電子科学研究所, 博士研究員 (50533733)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 放射圧 / プラズモン局在場 / クーリング / 金属ナノ構造

研究概要

金属ナノギャップ構造のプラズモン局在場において、熱運動するナノ粒子や分子に発生する放射圧の振る舞いを、世界に先駆けて理論的・実験的に解明した。金属ナノギャップにおける電場分布を高精度に解析する手法を開発し、これまで単一のスポットと考えられていたプラズモン局在場が、高次の多重極モードの重ね合わせとして、複雑な形状を持つことを明らかにした。また、ナノ粒子に作用する放射圧を定量的に解析する計測システムを開発し、金属ナノダイマー構造において、従来の集光ビームに比べて3桁以上強い放射圧が発生することを解明すると共に、2次元ポテンシャルを観測して、超解像トラッピグの実証に初めて成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Quasi-single-mode random lasing within a ZnO nanoparticle film Proceedings SPIE (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Fujiwara, R. Niyuki, Y. Ishikawa, N. Koshizaki, T. Tsuji, K. Sasaki
  • 雑誌名: The International Society for Optical Engineering ページ: 8599
  • 査読あり
• [雑誌論文] SasakiAnalysis of Trap State Dynamics of SingleCdSe/ZnS Quantum Dots (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Chiba, J. Qi, H. Fujiwara and K.
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 117(6) ページ: 2507-2510
  • 査読あり
• [雑誌論文] SasakiLow-threshold and quasi-single-mode random laser within a submicrometer-sized ZnO spherical particle filmApplied (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Fujiwara, R. Niyuki, Y. Ishikawa, N. Koshizaki, T. Tsuji and K
  • 雑誌名: Physics Letters
  • DOI: doi:102,061110/1- 061110/4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanoscale interference patterns of gap-mode multipolar plasmonic fields (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, S. Akio and K. Sasaki
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 2 ページ: 764/1-764/5
  • 査読あり
• [雑誌論文] SasakiSecond harmonic generation from the top of an Au-coated tip via a tapered fiber coupled microsphere resonatorProceedings SPIE (2012)
  • 著者名/発表者名: F. Ren, K. Kitajima, H. Takashima, H.Fujiwara, K
  • 雑誌名: The InternationalSociety for Optical Engineering 巻: 8463 ページ: 846305/1-846305/5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanopattern Fabrication of Gold on Hydrogels and Application to Tunable (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Shimamoto, Y. Tanaka, H. Mitomo, R. Kawamura, K. Ijiro, K. Sasaki and Y. Osada
  • 雑誌名: Photonic CrystalAdvanced Materials 巻: 24(38) ページ: 5243-5248
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental evaluation of diffusion constant in a thin polymer film by triplet lifetime analysis of single molecules (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Chiba, H. Fujiwara, J. Hotta, S. Takeuchi, K. Sasaki
  • 雑誌名: Journal of Photochemistry & Photobiology 巻: 238 ページ: 24-28
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient optical trapping using small arrays of plasmonic nanoblock pairs (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka and K. Sasaki
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 100 ページ: 021102/1-021102/3
  • 査読あり
• [雑誌論文] SasakiOptical trapping through the localized surfaceplasmon resonance of engineered gold nanoblock pairs (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka and K
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 19(18) ページ: 17462-17468
  • 査読あり
• [雑誌論文] SasakiTemporal response analysis of trap states of single CdSe/ZnS quantum dots on a thin metal substrate (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Fujiwara, H. Ohta, T. Chiba, K
  • 雑誌名: Journal of Photochemistry & Photobiology, A: Chemistry 巻: 221(2-3) ページ: 160-168
  • 査読あり
• [雑誌論文] TakeuchiDetection of superposition in orbital angular momentum of photons without excess components and its application to verification of non-classical correlation (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyamoto, D. Kawase, M. Takeda, K. Sasaki and S
  • 雑誌名: Journal of Optics 巻: 13(6) ページ: 064027/1- 064027/6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct imagingof nanogap-mode plasmon-resonant fields (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, H. Ishiguro, H. Fujiwara, Y.Yokota, K. Ueno, H. Misawa, and K. Sasaki
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 19(8) ページ: 7726-7733
  • 査読あり
• [学会発表] Nanoscale Interference Patterns of Gap-Mode Multipolasr Plasmonic Fields (2012)
  • 著者名/発表者名: Keiji Sasaki
  • 学会等名: 1st Forum on Environmental Nanotechnology
  • 発表場所: Harbin Institute of Technology (China)
  • 年月日: 2012-08-01
• [備考]
  • URL: http://optsys.es.hokudai.ac.jp/~optosys/