| 研究課題/領域番号 |
24350014
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
井村 考平 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (80342632)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 光励起状態 / ナノ粒子 / 時空間制御 / 波動関数 |
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| 研究概要 |
本研究では，ナノ粒子集合体に誘起される光励起状態の空間構造の動的制御に取り組み，一般性の高い波動関数の時空間制御法を確立することを目標にする。ナノ粒子の集合体の作製法として，本年度はポリスチレン球と金ナノ粒子の自己組織化法の改良に取り組んだ。ポリスチレン球は，自己組織化により六回対称性をもつ構造を作製することができる。この構造に金薄膜を蒸着しこれをテンプレートとして，金ナノ粒子の配列構造を作製した。この集合体は，従来のガラス基板上に作製した金ナノ粒子の集合体に比べて，下地の金薄膜との相互作用が存在することからより顕著な光学特性を示すことが期待される。作製した構造体のファーフィールド，および近接場光学測定の結果からこの推測を裏付ける結果を得ている。
本年度はまた，光励起励起状態の時空間分布の可視化および制御法の高度化にも合わせて取り組んだ。これによりプラズモンの位相緩和時間の空間分布を可視化する手法を開発した。得られた空間分布は，周波数領域の測定から得られるデータと定性的に一致することが明らかとなった。近接場の透過（周波数領域）測定では，トポグラフィーに起因するアーティファクトが発生することから，時間領域の測定手法が特に有効であり，開発した手法の汎用性が期待される。また，凹凸金薄膜の二光子発光と第二高調波発生の同時イメージングに取り組み，プラズモン励起状態の空間伝播に起因する可視化に成功した。さらに，この試料に発生する光電場の時空間制御に取り組み，励起光パルスの波形整形（位相変調）により空間構造の変化を誘起できることを確認した。制御機構については，未だに不明な点もあることから，現在，位相変調量と電場強度の変化量の相関の究明を可能とする光学系の組み立てと最適化を進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究に着手してから２年が経過した。これまでに，測定試料，測定手法の開発と最適化を進めてきている。研究協力者や大学院生の協力を得ることができているため，概ね計画どおりの達成度が得られている。また，研究成果のいくつかは論文として発表している。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究結果を正しく評価し，さらにそれを発展させていくためには，理論的な側面からの研究が不可欠である。今後は，新たなシミュレーション手法の開発・導入や共同研究に取り組み，実験と理論の両面から研究を進める計画である。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
概ね当初計画の通りに予算執行を行ったが，光学部品や化学薬品を当初予定していた購入価格より安く購入でしたことから支出を10万円程度抑えることができた。また，必要な光学部品があったが予算および納品日の問題などがあり，その購入を次年度に伸ばすこととした。以上の理由より，残額約10万円を次年度に繰り越すこととした。
年年度，予算の関係で購入することができなかった。高額な光学部品（消耗品）があり，その購入に予算を充てる計画である。
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