2002 Fiscal Year Annual Research Report

導波モード・表面プラズモン共鳴励起による有機超薄膜の高感度時間分割蛍光測定と応用

Research Project

Project/Area Number	14205122
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Research Institution	Shizuoka University
Principal Investigator	長村利彦静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (90117200)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	川井秀記静岡大学, 電子工学研究所, 助手 (80324341) 稲垣由夫富士写真フィルム(株), 足柄研究所, 主任研究員
Keywords	表面プラズモン共鳴 / 導波モード / 有機超薄膜 / 時間分割蛍光測定 / ピコ秒レーザー / 電場増強
Research Abstract	本研究は、膜厚30-50ナノメーター(nm)の金あるいは銀薄膜上に、蛍光性色素を含む約20nm〜数百nm厚の有機超薄膜を形成し、プリズムを介して、適当な入射角で表面プラズモン共鳴(SPR)あるいは導波モード(GWM)を励振する。この条件では入射光は金属膜あるいは有機薄膜に閉じこめられ、金属による大きな電場増強が期待されるのでそれを用いて、効率良くクロモフォアを励起し、定常および時間分割蛍光の高感度計測システムの構成と応用を検討している。本年度は、新しい蛍光性化合物の合成と、励起光としてピコ秒レーザーを用いるSPRあるいはGWM励起時間分割蛍光測定システムの構成を主に行った。合成あるいは天然高分子に蛍光色素をドープし、スピンコート法により、銀膜上に成膜した。蛍光強度は入射角に著しく依存し共鳴条件で約2桁増強され、20nm程度の超薄膜中の時間分割蛍光測定が非常に良い精度で実現できた。電場増強を示す蛍光強度の入射角依存性の半値幅は、210nm厚のGWM励起では、30nm厚のSPR励起に比べ約1/6と非常にシャープであった。超薄膜中でのローダミンBの蛍光減衰は2成分となり、SPR励起ではGWM励起に比べて短寿命成分の比率が増加、寿命は短くなった。それより2-3桁厚いキャスト膜では、溶液中より約30%長い寿命の単一指数関数的減衰を示し、高分子による分子運動の束縛効果が観測された。これらの結果から、超薄膜では界面における蛍光分子の挙動がバルクとはかなり異なることが示された。媒体や分散状態の効果などについてさらに検討を進めている。

Research Products
(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] Toshihiko Nagamura: "Ultrafast all-optical spatial light modulation based on complex refractive index changes of copper phthalocyanine-doped polymer film upon......"Optics Communications. 205(1-3). 107-112 (2002)
[Publications] Toshihiko Nagamura: "All-optical reflectance control based on photoinduced complex refractive index changes in guided mode thin films containing indium or gallium...."Journal of Nonlinear Optical Physics and Materials. 11(3). 205-218 (2002)
[Publications] Sehoon Kim: "Amplified spontaneous emission from the film of poly(aryl ether)dendrimer encapsulating excited-stateiIntramolecular proton transfer dye"Journal of Physical Chemistry, B. 106(36). 9291-9294 (2002)
[Publications] Yoshito Takeuchi: "Molecnlar assembly of zinc-nickel hybrid porphyrin dimer using synthetic 4α-helix polypeptides"Chemistry Letters. (8). 848-849 (2002)
[Publications] 長村利彦: "色素含有高分子薄膜の光励起超高速複素屈折率変化に基づく分子フォトニクス"高分子. 51(12). 948-951 (2002)
[Publications] 長村利彦: "膜による光エネルギーの化学・電気・光変換"オレオサイエンス. 3(1). 19-28 (2003)
[Publications] Toshihiko Nagamura: "Nanotechnology and Nano-Interface Controlled Electronic Devices"Elsevier Science B.V., Amsterdam. 536 (2002)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

導波モード・表面プラズモン共鳴励起による有機超薄膜の高感度時間分割蛍光測定と応用

Principal Investigator

長村 利彦 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (90117200)

Research Products

[Publications] Toshihiko Nagamura: "Ultrafast all-optical spatial light modulation based on complex refractive index changes of copper phthalocyanine-doped polymer film upon......"Optics Communications. 205(1-3). 107-112 (2002)

[Publications] Toshihiko Nagamura: "All-optical reflectance control based on photoinduced complex refractive index changes in guided mode thin films containing indium or gallium...."Journal of Nonlinear Optical Physics and Materials. 11(3). 205-218 (2002)

[Publications] Sehoon Kim: "Amplified spontaneous emission from the film of poly(aryl ether)dendrimer encapsulating excited-stateiIntramolecular proton transfer dye"Journal of Physical Chemistry, B. 106(36). 9291-9294 (2002)

[Publications] Yoshito Takeuchi: "Molecnlar assembly of zinc-nickel hybrid porphyrin dimer using synthetic 4α-helix polypeptides"Chemistry Letters. (8). 848-849 (2002)

[Publications] 長村利彦: "色素含有高分子薄膜の光励起超高速複素屈折率変化に基づく分子フォトニクス"高分子. 51(12). 948-951 (2002)

[Publications] 長村利彦: "膜による光エネルギーの化学・電気・光変換"オレオサイエンス. 3(1). 19-28 (2003)

[Publications] Toshihiko Nagamura: "Nanotechnology and Nano-Interface Controlled Electronic Devices"Elsevier Science B.V., Amsterdam. 536 (2002)

長村利彦静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (90117200)