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2016 年度 実績報告書

局所的に発現するナノ構造の強い光学活性の実態解明と物質系との相互作用への展開

研究課題

研究課題/領域番号 26410027
研究機関分子科学研究所

研究代表者

成島 哲也  分子科学研究所, 光分子科学研究領域, 助教 (50447314)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードキラリティ / 円二色性 / 近接場光 / ナノ構造体
研究実績の概要

本研究は,ナノ構造体が発現する光学活性の機構と特性を,微視的なレベルから明らかにするものである。ナノスケールの分解能を有した独自の光学活性検出法を用い,ナノ構造体のどのような形状,そして構造内部のどこの部位が光学活性の発現に寄与するのかを解明する。さらに光学活性の起源となるナノ空間の局所光電場の特性と構造を既知とすることにより,この局所光電場を利用した検出や励起への応用も期待される。
まず,平成28年度に行った研究の概要を以下に記す。
これまでに確立した形状の異方性に起因する誤差要因(直線二色性など)を低減できる観察手法を,近接場測定に対応できるようにした。ただし,近接場プローブやナノ構造試料の厚みに起因する問題が生じているため,当初,想定したような信頼性を確保した近接場測定を実現できていない。
一方,近接場方式ではない,円二色性顕微鏡については,サブμm以下の高い空間分解能と高いCDの検出感度(光学密度で0.0001,楕円率でmdeg程度)の両方を同時に実現することができるようになった。これにより,結晶のキラリティを単一微粒子レベルで分析することや,生体細胞内の染色体などにおけるキラリティの空間分布の観察が行えるようになりつつある。
また,光学活性領域周辺のねじれた光局在電場を利用した物質系との相互作用への展開については,ナノ構造体配列試料とマイクロ流路を組み合わせたデバイスが完成し,現在,テスト実験を着手できる段階に到達した。これについては,継続して研究を進めたいと考えている。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Circular Dichroism Microscopy Free from Comingling Linear Dichroism with Discretely Modulated Circular Polarization2016

    • 著者名/発表者名
      T. Narushima, H. Okamoto
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 35731 (10pages)

    • DOI

      10.1038/srep35731

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Generation of chiral optical near-fields with non-chiral metallic nanostructures and linearly polarized light2017

    • 著者名/発表者名
      Shun Hashiyada, T. Narushima, Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      The 4th Optical Manipulation Conference 2017 (OMC`17)
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2017-04-19 – 2017-04-21
    • 国際学会
  • [学会発表] キラル配位高分子への色素導入と誘起円二色性を利用したCDイメージング2017

    • 著者名/発表者名
      江口稔季,山田鉄兵,成島哲也,君塚信夫
    • 学会等名
      日本化学会 第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] Circular Dichroism Imaging with Far- and Near-field Detection2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Narushima
    • 学会等名
      Hiroshima International Workshop on Circular Dichroism Spectroscopy 2017
    • 発表場所
      HiSOR, Hiroshima University, Higashi-Hiroshima, Hiroshima, Japan
    • 年月日
      2017-02-28
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 近接場CDナノイメージングによる局所キラリティ観察2017

    • 著者名/発表者名
      成島哲也
    • 学会等名
      日本放射光学会 企画講演「キラリティ科学から次世代放射光光源への期待」
    • 発表場所
      神戸芸術センター (兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2017-01-07 – 2017-01-09
    • 招待講演
  • [学会発表] Near-field Circular Dichroism Microscopy for Chiral Nanostructures2016

    • 著者名/発表者名
      T. Narushima, Shun Hashiyada and Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      The 24th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM24)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-12-14 – 2016-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノマテリアルの光学活性を探る:円二色性イメージング2016

    • 著者名/発表者名
      成島哲也
    • 学会等名
      第13回偏光計測研究会
    • 発表場所
      大阪府立大学 中百舌鳥キャンパス(大阪府堺市)
    • 年月日
      2016-12-09
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノマテリアルが示す光学活性の起源を探る: 円二色性ナノイメージング2016

    • 著者名/発表者名
      成島哲也
    • 学会等名
      日本化学会 東海支部若手研究者フォーラム 「理論と実験から探る、マクロとミクロをつなぐケミストリー」
    • 発表場所
      名古屋大学・情報科学研究科(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-11-17
    • 招待講演
  • [学会発表] 2次元金ナノ構造体の局所円二色性測定2016

    • 著者名/発表者名
      成島哲也、岡本裕巳
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] 金ナノ長方形のプラズモン共鳴励起に伴う局所光学活性の偏光解析2016

    • 著者名/発表者名
      橋谷田俊,成島哲也、岡本裕巳
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-15
  • [学会発表] Circular Dichroism Microscopy Free from Commingling Linear Dichroism to Analyze Chiroptical Properties of Materials2016

    • 著者名/発表者名
      T. Narushima, Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      The 14th international conference on Near-filed optics, Nanophotonics and related techniques (NFO14)
    • 発表場所
      Act City Hamamatsu Congress Center, Hamamatsu, Shizuoka, Japan
    • 年月日
      2016-09-04 – 2016-09-08
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of Polarization States of Plasmonic Fields in Rectangular Gold Nanostructures Using Near-Field Polarimetry2016

    • 著者名/発表者名
      Shun Hashiyada, T. Narushima, and Hiromi Okamoto
    • 学会等名
      The 14th international conference on Near-filed optics, Nanophotonics and related techniques (NFO14)
    • 発表場所
      Act City Hamamatsu Congress Center, Hamamatsu, Shizuoka, Japan
    • 年月日
      2016-09-04 – 2016-09-08
    • 国際学会
  • [学会発表] 金ナノ長方形の縦プラズモンモード励起に伴う局所光学活性2016

    • 著者名/発表者名
      橋谷田俊,成島哲也、岡本裕巳
    • 学会等名
      平成28年度 日本分光学会年次講演会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2016-05-24 – 2016-05-26
  • [図書] Compendium of Surface and Interface Analysis(分担執筆,Molecular Technology for Chirality Control: From Structure to Circularly Polarizationの章を執筆)2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Narushima (分担執筆,Scanning Near-field Microscopy/Near-field Scanning Microscopyの章を執筆)
    • 総ページ数
      500
    • 出版者
      Springer
  • [図書] Molecular Technology. Energy Innovation2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Uchida, Tetsuya Narushima, Junpei Yuasa
    • 総ページ数
      500
    • 出版者
      Wiley-VCH
  • [産業財産権] 円偏光照射器,分析装置及び顕微鏡2016

    • 発明者名
      成島哲也,岡本裕巳
    • 権利者名
      大学共同利用機関法人 自然科学研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-236414
    • 出願年月日
      2016-12-06

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公開日: 2018-01-16  

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