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研究内容：銀や金ナノ粒子のプラズモンを用いた分子とプラズモン共鳴との電磁相互作用増強技術は単分子識別可能なデバイス開発に重要である。しかしながら単分子検出可能な増強スポットの体積はナノ粒子間隙の数nm^3に制限される。従って分子がこの領域に入る確率は非常に低いという問題が未解決のままである。本研究ではナノ粒子の代わりに銀ナノワイヤを用いこの領域を一次元方向に伸ばす。１０マイクロメートル程度の長さのナノワイヤ２量体間隙を用いることで増強スポットのサイズを10^4倍に拡大し電磁相互作用効率を格段に向上させる。
目標：既存の光学系を単一銀ナノワイヤ2量体のプラズモン共鳴と表面増強ラマン散乱(SERS)の分光測定可能に改良する。SERS活性を有する銀ナノワイヤ2量体を用いてプラズモン共鳴と分子との電磁相互作用の検証を行う。第1の目標はSERSを引き起こしている銀ナノワイヤ2量体のプラズモン共鳴を明らかにすること。第2の目標は銀ナノワイヤ2量体のプラズモン共鳴とSERSの分光測定と電子顕微鏡測定を組み合わせること。この測定によって銀ナノワイヤ2量体間隙における電磁相互作用増強効率向上を定量する。
成果：既存の光学系の暗視野照明系を改良し単一銀ナノワイヤ2量体のプラズモン共鳴とSERSの分光測定可能に改良した。SERS活性を有する銀ナノワイヤ2量体を用いてプラズモン共鳴と分子との電磁相互作用の検証を行った。銀ナノワイヤ2量体のSERSとプラズモン共鳴の偏光依存性を比較することで目標意を達成した。銀ナノワイヤ2量体のプラズモン共鳴とSERSの分光測定と電子顕微鏡測定を組み合わせることに成功した。その結果、数値解析法で実験結果を定量解析出来き増強スポットを10^4倍に拡大できることを証明した。
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