Development of novel optical manipulation systems based on the design of environment and luminescence

基于环境和发光设计的新型光学操纵系统的开发

基本信息

批准号：
21H05019
负责人：
石原一
金额：
$ 120.47万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-05 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本課題では、以下のように発光光圧技術の実現を明瞭に示すための典型的かつ具体的研究課題を取り上げている。[1]誘導放出による光圧発生の実証と発光ナノ粒子の選別を通した発光線狭線化。[2] 金属基板上のペロブスカイト薄膜の発光によるオプトメカニクス機構の実証。[3]極低温下でのμeVオーダーの超精密発光線選別とナノ粒子集団の超蛍光光圧の観測。これらのそれぞれにおいて以下のような成果があった。[1]NV 中心を持つダイヤより遙かに細い線幅、かつ大きな振動子強度を持つSiV 中心を一つレベルで含有するナノダイヤの作製に成功し、これを水中で「吸収光圧」で選択的に輸送し、SiV含有ダイヤの濃縮、及び発光線幅の狭線化が確認出来た。単一発光中心含有ナノダイヤの初めての光圧輸送の成功である。誘導放出を用いた光圧発生の実証への大きな足がかりとなった。[2] 超低振動冷凍機で熱雑音を究極的に抑え、機械的振動と発光特性の計測が可能な測定系を構築した。また、ペロブスカイトによる膜状機械振動子と鏡面基板からなる光共振器構造を形成し、発光強度の大幅な増大とピークシフトを確認した。これにより、薄膜の発光振動計測が可能であることが確認できた。これにより二次元材料を架橋して高精度な機械的共振測定を行う技術が整った。[3] 超流動ヘリウム中で微粒子を捕捉・操作する要素技術を開発し、ナノ微粒子の光トラップに成功した。また、超蛍光状態にある粒子に対する光圧を記述する理論の定式化に始めて成功した。これにより、超流動ヘリウム中でナノ粒子の発光線の超精密選別を行い、また極低温下での超精密な発光光圧操作や超蛍光による光圧の観測を行う準備が整った。

本期介绍了典型和特定的研究主题，以清楚地证明发光光伏技术的实现如下。 [1]通过选择发光纳米颗粒而刺激发射并缩小发射线引起的光压产生。 [2]通过在金属底物上发射钙钛矿薄膜来证明光学机制。 [3]在极度低温的温度和纳米颗粒种群的超荧光压力的观察下，对μEV的阶数的超精确发光射线选择。这些结果中的每一个都如下：[1]我们成功地制造了纳米径时，该纳米径时有一个级别的SIV中心，这些中心比具有NV中心的纳米仪较薄，并且具有更大的振动器强度，并在“吸收光压”中选择性地在水中选择性地运输，并能够确认符合SIV的钻石和narr液的浓度。这是单个发光中心含量纳米径时的第一次成功的光电传输。这是使用刺激发射来证明光电产生的主要垫脚石。 [2]我们已经构建了一个测量系统，该系统最终可以用超低振动冰箱抑制热噪声，并测量机械振动和光发射特性。此外，通过钙钛矿形成了由膜样机械传感器和镜基板组成的光学谐振器结构，并确认了发射强度和峰值变化的大幅增加。这证实可以测量薄膜的光发射振动。这为交联二维材料提供了一项技术，以执行高度准确的机械共振测量。 [3]我们开发了一种基本技术来捕获和操纵超流体氦气中的细颗粒，并成功地执行了纳米颗粒的光捕获。他还开始成功地制定了一种描述超荧光状态颗粒光的理论。这使得可以在超流体氦气中对纳米颗粒的发射线进行超精确选择，并在极度低温的温度下对超精确发光压力进行超精确操纵，并通过超荧光观察到光态。

项目成果

期刊论文数量（85）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Development of plasmonic thin-layer chromatography for size-selective and optical-property-dependent separation of quantum dots

DOI：
10.1038/s41427-022-00414-3
发表时间：
2022-07
期刊：
NPG Asia Materials
影响因子：
9.7
作者：
T. Torimoto;N. Yamaguchi;Yui Maeda;Kazutaka Akiyoshi;T. Kameyama;T. Nagai;T. Shoji;Hidemasa Yamane-Hidem
通讯作者：
T. Torimoto;N. Yamaguchi;Yui Maeda;Kazutaka Akiyoshi;T. Kameyama;T. Nagai;T. Shoji;Hidemasa Yamane-Hidem

ナノ金属配列における局在モードとプラズモン-電子正孔対相互作用の協奏によるホットキャリア生成増大機構

纳米金属阵列中局域模式和等离子体-电子-空穴对相互作用的协同热载流子产生增强机制