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フォトクロミズムとナノ光学の融合による階層的光相関の自発的形成の基礎と応用

通过光致变色和纳米光学融合自发形成分层光学关联的基础和应用

基本信息

批准号：
21K04925
负责人：
内山和治
金额：
$ 2.58万
依托单位：
University of Yamanashi
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

光で色が変わるフォトクロミズムと、ナノスケールでの光伝達を合わせたナノフォトクロミズムは、ミクロの光伝達構造を形成するのみならず、マクロに有用な機能へ展開する発展性を有する。本研究では、フォトクロミック微結晶を動的光記憶の基本単位と位置づけ、その微結晶を二次元配列した構造（以下、微結晶アレイ、と呼ぶ）を導入し、構造の複数点間の光記憶経路を介した光相関を独自の多点ナノ光計測を駆使してミクロ計測する。さらに、同構造の複数スケールを接続した構造（階層構造）を形成しマクロ計測を行い、ミクロ－マクロ光相関の形成・解明を達成し、フォトクロミズムとナノ光学の融合新領域を切り拓く。今年度は以下の３点について研究を推進した。（１）フォトクロミズムを電子特性変化として二次元的に高速計測する手法を開拓した。これにより、光異性化経路の形成過程を詳細に計測することが可能となった。また、蛍光を発するフォトクロミック試料における光異性化経路の観測を行い、ナノ蛍光発光の階層性を用いて、経路の内部構造を可視化することに成功した。この計測結果は微結晶アレイにおける階層的光伝達の基本原理を実証する成果である。（２）マクロ同時計測に向けて、上部開放型の走査型プローブ顕微鏡系を立ち上げた。また、ミクロ光異性化をマクロ計測することを見据え、金ナノロッドを介した光異性化とそのマクロ計測を行い、光異性化レートの空間分布の計測に成功した。これは、ナノ光異性化が生む機械的歪みをマクロに計測する新規手法につながる成果である。（３）ナノフォトクロミズムが生む光相関の階層性を近接場光学の基礎理論により表現し、上記階層的計測からフォトクロミズム内部構造を逆演算する方法を確立した。また、微結晶アレイ構造における異方的光伝達設計の基礎となる、フォトクロミズムの不連続な機械的変調を数学的に表す理論研究を行った。

The light source structure is formed in the form of a light source, a light source, a useful function, and a development property. In this study, we introduced the basic single-position and single-position optical memory of microcrystals, and introduced the two-dimensional optical memory structure of microcrystals (hereinafter referred to as "microcrystals"), and the optical memory circuit between multiple points of the structure, and the optical correlation between multiple points of the structure. In this paper, the structure of the same structure of the complex connection structure (hierarchical structure) to form a new field of optical fusion, measurement, optical correlation formation, interpretation, and development. This year, the following three points are proposed for further research. (1) The electronic characteristics of the two dimensional high speed measurement method is developed. The formation process of the photo-anisotropic channel is measured in detail. The measurement of the optical anisotropy of the sample, the hierarchical application of the optical emission, and the visualization of the internal structure of the circuit were successful. The results of these measurements demonstrate the fundamental principles of micro-crystalline light transmission at different levels. (2) Simultaneous measurement of micro-mirror system with open upper part. The measurement of spatial distribution of optical anisotropy was successful. The results of the new measurement method for photo-anisotropy production machinery (3) A method for inverse calculation of the internal structure of the NafikokurotomiTM system was established based on the basic theory of near-field optics to express the hierarchical nature related to luminescence and the calculation of the above-mentioned hierarchical structure. A theoretical study on the basis of optical transmission design of different optical structures and micro-crystals without mechanical adjustment

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

フォトクロミックジアリールエテン単結晶の走査トンネル分光

光致变色二芳基乙烯单晶的扫描隧道光谱

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
若林慧;内山和治;内田欣吾;成瀬誠;堀裕和
通讯作者：
堀裕和

Mathematical modeling of morphological changes in photochromic crystals by catastrophe theory

利用突变理论对光致变色晶体形态变化进行数学建模

DOI：
10.1063/5.0119073
发表时间：
2023
期刊：
JOURNAL OF APPLIED PHYSICS
影响因子：
3.2
作者：
Hirotsugu Suzui; Kazuharu Uchiyama; Kingo Uchida; Ryoichi Horisaki; Hirokazu Hori;and Makoto Naruse
通讯作者：
and Makoto Naruse

Order Structure Recognition by Optical Near-Field Statistics via Photoisomerized Nano-Structures

通过光异构化纳米结构通过光学近场统计进行有序结构识别