チタン窒化物による可視光域のプラズモニックデバイス創製

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25600019
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 松尾 保孝 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (90374652)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: プラズモン

研究実績の概要

本研究は、窒化物、とくにチタン窒化物のナノ構造を電子線リソグラフィーを利用した微細加工技術によって作製し、新しい可視光域のプラズモニックデバイスの創製である。これまで可視光域のプラズモンに関する研究は金や銀といった貴金属で行われてきたが負の誘電率によるロスなどの問題点が生じていた。そこで可視光域にプラズモンを有すると考えられるTiNナノ構造の作製方法の確立と、TiN結晶構造やナノ構造と局在表面
プラズモン特性の相関、TiNナノ構造によるプラズモン電場増強効果などの光機能を明らかにし、新しい可視光域のプラズモニックデバイス創製を目指す。
H26年度の実施計画として、H25年度から継続してイオンビーム（Arイオン）を照射することでターゲット材料をスパッタリングし、基板表面に薄膜を作製するイオンビームスパッタ装置を用いてTiN薄膜作製を継続して行った。
また、電子線描画装置を用いてナノ構造をパターニングしたところにTiNを成膜し、リフトオフすることによってTiNナノ構造が作製できることを確認した。
この微細TiN構造を用いて、ローダミンなどの色素溶液のラマン散乱光測定を行った。TiNが存在する環境でローダミン由来のラマン散乱スペクトルの観測に成功した。サイズに依存したラマン散乱光の増強までを確認できるには至らなかったが、TiNが金などと同様にプラズモンに起因するような電場増強を期待できることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Encapsulation of a gold nanoparticle in a DNA origami container (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuzuya, A; Kaino, M; Hashizume, M; Matsumoto, K; Uehara, T; Matsuo, Y; Mitomo, H; Niikura, K; Ijiro, K; Ohya, Y
  • 雑誌名: POLYMER JOURNAL 巻: 47 ページ: 177-182
  • DOI: 10.1038/pj.2014.128
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanosecond pulsed laser induced self-organized nano-dots patterns on GaSb surface (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, Y; Oosawa, K; Wajima, J; Watanabe, S; Matsuo, Y; Kato, T
  • 雑誌名: APPLIED SURFACE SCIENCE 巻: 307 ページ: 24-27
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2014.03.093
  • 査読あり