Nonreciprocal electrodynamics in magnetochiral metananoparticles

磁手性超纳米颗粒中的不可逆电动力学

• 批准号: 20K14380
• 负责人: 黒澤 裕之
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyoto Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14380/
• 关键词: 磁性; カイラリティ; メタマテリアル; 磁気カイラル効果; ナノ粒子; 非相反; 光マニピュレーション; 光ピンセット

昨年度までに磁気カイラル物質に働く電磁気力の定式化は完了していた．この電磁気力をナノ粒子に適用するためには，粒子を球とみなしたときの半径などの粒子の形状を考慮する必要がある．本年度はこの粒子の形状依存性を電磁気力に組み込むことに取り組んだ．粒子の形状を考慮する場合には，粒子による散乱場を考慮する必要がある．入射電磁場によって粒子に電気双極子モーメントと磁気モーメントが誘起され，それらの散乱場による補正を加える．粒子が十分小さいと仮定し，Green関数を用いて散乱場を記述した．この散乱場と入射場の和によってナノ粒子が持つ電気双極子モーメントと磁気モーメントを計算した．この際に双極子近似と準静的極限で系が記述できると仮定した．ナノ粒子がもつ双極子分極率を，ナノ粒子の半径と粒子を構成する物質の誘電率，透磁率，カイラル・パラメータで記述した．この際に，磁気光学効果と磁気カイラル効果による補正項を誘電率とカイラル・パラメータにそれぞれ繰り込んだ．最終的に，ナノ粒子の形状依存性を含んだ電磁気力の定式化を行った非相反電磁気力は，当然ながら磁気カイラル効果の大きさに比例するため，磁気カイラル効果の巨大化にも取り組んだ．巨大な磁気カイラル効果を実現するために，磁気共鳴とカイラル共鳴の2重共鳴による巨大化を試みた．YIGロッドの周囲に誘電体共振器を螺旋状に配置したメタ分子を作製，その非相反性を測定したところ従来の300倍にも達する巨大な磁気カイラル効果の発現に成功した．

In the past year, the formulation of electromagnetic force in magnetic materials has been completed. The electromagnetic force is applied to the particle, and the radius of the particle must be considered. This year, the shape dependence of particles is determined by electromagnetic force. The shape of the particle is considered. Incident electromagnetic field, particle, electric dipole, magnetic field, etc. The particle size is very small and the scattering field is very stable. The calculation of the scattered field and incident field and the particles holding the electric dipole and the magnetic dipole. The limit of dipole approximation and quasi-static is described. The dipole polarization ratio of particles, the radius of particles, the permittivity of particles, the permeability of particles, and the description of particles. In this case, the magnetic optical effect and the magnetic correction term are induced by the magnetic field. Finally, the shape dependence of particles includes the formulation of electromagnetic force and the non-opposite electromagnetic force, and of course, the large proportion of magnetic force and the large proportion of magnetic force. The results of the giant magnetic resonance experiment were obtained. The magnetic resonance experiment showed that the magnetic resonance experiment was successful.

项目成果

自発磁化をもつメタ分子による巨大磁気カイラル効果

具有自发磁化的超分子引起的巨磁手性效应

• 发表时间: 2022
• 作者: Koyano Yuki;Kitahata Hiroyuki;Hasegawa Koji;Matsumoto Satoshi;Nishinari Katsuhiro;Watanabe Tadashi;Kaneko Akiko;Abe Yutaka;黒澤裕之，冨田知志，澤田桂，中西俊博，上田哲也
• 通讯作者: 黒澤裕之，冨田知志，澤田桂，中西俊博，上田哲也

誘電体-磁性体ハイブリッドメタ分子による巨大磁気カイラル効果

介电-磁性杂化超分子产生的巨磁手性效应

• 发表时间: 2021
• 作者: 田原弘量;坂本雅典;寺西利治;金光義彦;黒澤裕之，冨田知志，澤田桂，中西俊博，上田哲也
• 通讯作者: 黒澤裕之，冨田知志，澤田桂，中西俊博，上田哲也

Unity-order magnetochiral effects exhibited by a single metamolecule

单个超分子表现出的单位级磁手性效应

• DOI: 10.1364/oe.469675
• 发表时间: 2022
• 期刊: Optics Express
• 影响因子: 3.8
• 作者: Kurosawa Hiroyuki;Tomita Satoshi;Sawada Kei;Nakanishi Toshihiro;Ueda Tetsuya
• 通讯作者: Ueda Tetsuya