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Creating nano-scale molecular polariton states on metal surfaces

在金属表面创建纳米级分子极化子态

基本信息

批准号：
22KJ3099
负责人：
高橋翔太
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Institute for Molecular Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度はナノサイズの極微ポラリトンの検出・評価に必須な、光の回折限界を超える極微非線形分光手法の開発に取り組んだ。具体的には、走査トンネル顕微鏡（STM）と超短パルスレーザーを組み合わせた新奇極微非線形分光手法の実現のため、金属プローブ探針先端と金属基板の間のナノギャップで起こるプラズモニック電場増強特性を正確に把握するとともに、これを有効に制御・利用することに挑戦した。従来の通説では、ナノギャップにおける電場増強特性はギャップ近傍のナノスケールの探針先端形状が支配すると考えられてきたが、形状の異なる複数の探針を用いてナノギャップからの非線形光学応答を詳細に分析・評価したところ、探針先端の形状に加えマイクロメートルスケールの探針シャフトの構造も光増強特性に大きな影響を与えていることが明らかになった。また、STM金属探針の光増強特性は非常に広帯域な波長帯をカバーすることも明らかにしており、このような特異的な光学特性は光の波長変換を伴う非線形光学現象を増幅させる際に非常に有効に機能することも判明した。さらに、探針の幾何学的形状の情報からSTM金属探針の非線形光学特性を理論的に精度よく予測する試みにも成功しており、より緻密なプラズモニック探針の成型・制御に役立った。こうした知見に立脚することで、当該年度には表面ナノ分子系に対する極微非線形分光の測定にも成功しており、極微分光計測の新たな可能性を見出すことができた。

This year, we will select the necessary components for the detection and evaluation of dust particles, the reflection limit of light, and the development of dust non-linear spectroscopy. Specific research on micromirrors (STM), ultra-short optical fibers, and novel dust nonlinear spectroscopic techniques are carried out in the presence of metal probes and metal substrates, and the characteristics of electric field enhancement are accurately grasped. The electric field enhancement characteristics of the probe tip near the probe tip are dominated by the shape of the probe tip, and the shape of the probe tip varies. The nonlinear optical response of the probe tip is analyzed in detail. The shape of the probe tip increases the intensity of the probe tip. The optical enhancement characteristics of STM metal probes are very broad in the wavelength range, and the optical characteristics of STM metal probes are very broad in the wavelength range, and the optical characteristics of STM metal probes are very broad in the wavelength range. In addition, information on the geometry of the probe, theoretical accuracy of the nonlinear optical properties of STM metal probes, successful test, dense test, and formation of the probe are also available. This is the first time that a particle has been detected by a non-linear spectrometer.