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2022 年度 実績報告書

偏光近接場による星間塵ナノ微粒子のキラル分子科学

公募研究

研究領域次世代アストロケミストリー:素過程理解に基づく学理の再構築
研究課題/領域番号 21H05439
研究機関東京工業大学

研究代表者

成島 哲也  東京工業大学, 理学院, 研究員 (50447314)

研究期間 (年度) 2021-09-10 – 2023-03-31
キーワードホモキラリティ / 星間塵ナノ微粒子 / 近接場光 / 円二色性
研究実績の概要

本研究では,宇宙における奇妙なキラル分子選択の謎を,星間塵ナノ微粒子を舞台としたナノ光科学として捉え,従来の望遠鏡による観測に,実験室における独自の顕微分析手法を融合し,科学的に解明を試みるものである。
近接場ナノ円偏光は,配向した星間塵と偏光した光により,ナノ微粒子の表面に局所的に発生する。宇宙におけるアミノ酸分子の検出に加え,微粒子の配向と偏光した光を,望遠鏡により観測し,その知見に基づき,微視的な分子のキラリティ選択機構を実験室の顕微鏡下で再現・直接観察することにより,一連のホモキラリティ発現シナリオの完成を目指す。
本年度は,宇宙を模した環境での顕微イメージング分析を行うために前年度までに設計・調達した低温,真空下で計測が行える光学系とイメージングシステムの組み立て,動作確認を進めてきた。星間塵ナノ微粒子のモデル試料の作成については,電子線描画法等による作成に加え,その「凝集体構造」については強く集光した光による光捕捉技術も用いて行った(現在,併行して,電磁気学に基づく数値計算による系統的な評価も進めている)。今後,上記の方法で作成した星間塵ナノ微粒子表面上に発現する近接場ナノ円偏光の低温,真空下での評価等を実験的に進める。また,提唱しているホモキラリティ発現のシナリオの表面科学的な視点における妥当性については,原子・分子スケールの表面吸着構造や表面電位分布の詳細を中心に外部の専門家とともに議論,検証に取り組んでいる。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Giant spin polarization and a pair of antiparallel spins in a chiral superconductor2023

    • 著者名/発表者名
      Nakajima R.、Hirobe D.、Kawaguchi G.、Nabei Y.、Sato T.、Narushima T.、Okamoto H.、Yamamoto H. M.
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 613 ページ: 479~484

    • DOI

      10.1038/s41586-022-05589-x

    • 査読あり
  • [学会発表] ナノキラル物質研究の円二色性イメージング計測2023

    • 著者名/発表者名
      成島哲也
    • 学会等名
      「新規ナノ材料の創生と最適評価法」第一回ミニシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 円二色性イメージングによるナノキラル物質研究2022

    • 著者名/発表者名
      成島哲也
    • 学会等名
      量子物理学・ナノサイエンス第 338 回セミナー(東京工業大学理学院・物理学系)
    • 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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