| 研究課題/領域番号 |
26600023
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
梶川 浩太郎 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (10214305)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 表面プラズモン / バイオセンシング |
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| 研究実績の概要 |
１．構造設計
FDTD法を用いて、伝搬光とダークモードを効率的に結合する構造の設計を行った。その結果、２種類の金ナノロッドを一直線上に並べた”！”型の構造が、シンプルでかつ比較的高い効率で結合が行えることを見いだした。長い方のロッドの長辺は250nm、短辺は70nm程度で、短い方のロッドの長辺は100nm、短辺は70nm程度の場合に、空気中では、620nmと680nm付近にピークを持ち、660nm付近にディップを持つFano共鳴に特徴的なスペクトルが得られる。これを様々屈折率の周辺媒質に浸した際に250nm/RIU程度の比較的大きな屈折率感度が得られることがわかった。また、性能指数（屈折率感度をピークの半値幅で割った数値）は7.6程度あり、最大の値を取る類似の構造の１つであることがわかった。
２．構造作製
上述の構造をFIBやEBリソグラフィーを用いて構造を作製中である。一方、ダークモードを示すメタマテリアル構造のひとつとして、植物の葉が持つナノ構造に金薄膜の蒸着を施したものを作製した。入射光を反射せずに吸収し、10nm厚程度の金薄膜で反射率2%程度を達成した。
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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
本研究では多重極子ダークモードの基礎的理解とこれを使ったバイオセンシングの確立を目的とする。以下の研究項目を設けた。
１．ラマン散乱や２光子蛍光測定などを用いて、実験的にダークモードLSPの特性を調べ、効率的にダークモードにアクセスする方法を明らかにする。
２．タンパク質やDNAなど生体由来分子の結合によりダークモードがブライトモードになることを利用した高い感度を持つバイオセンシング法の確立にチャレンジする。
ダークモードを示す構造の設計および作製が可能となった。屈折率センシングおよび性能指数の評価を行い、概ね良い値が達成できたため、概ね順調に進展していると評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度得られた成果をさらに発展させて、当初の目的が達成できるようにする。
１．ラマン散乱や２光子蛍光測定などを用いて、実験的にダークモードLSPの特性を調べ、効率的にダークモードにアクセスする方法を明らかにする。
２．タンパク質やDNAなど生体由来分子の結合によりダークモードがブライトモードになることを利用した高い感度を持つバイオセンシング法の確立にチャレンジする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
構造設計時に必要な計算機が、現有設備で賄うことが可能となったため、１年目に購入しなかった。しかしながら、次年度ではより高速な計算機の導入して、計算の高速化、大規模化をはかる予定である。
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| 次年度使用額の使用計画 |
構造設計時に必要な計算機を導入するとともに、構造の作製に必要な試薬やナノ材料を調達する。
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