Development of Rapid Chiral Optical Near-Field Spectroscopy with Forbidden Light Detection

具有禁光检测功能的快速手性光学近场光谱学的发展

• 批准号: 21K14594
• 负责人: 橋谷田 俊
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Chuo University (2022)Institute of Physical and Chemical Research (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14594/
• 关键词: 電磁キラリティ; 保存則; 電磁キラリティ散逸; 近接場光; 禁制光; キラリティ; 金属ナノ構造; スネルの法則; 偏光計測; ナノ物質

キラル（左右非対称）な金属ナノ構造の近傍に局在するキラルな特性を有する近接場光のスペクトル特性を明らかにできれば，キラル近接場光を用いた高感度なキラル分子分光法の開発が期待できる。本研究では，ナノ構造を担持する基板によって伝搬光に変換される近接場光（禁制光）を偏光解析・分光検出することで，キラル近接場光のスペクトルが迅速に得られる手法を開発することを目指している。本年度は、理論解析によってキラル近接場光の媒質による散逸に関する知見が得られた。具体的には、光のキラリティの度合いを表すパラメーターである電磁キラリティの保存則における電磁キラリティの散逸の式から、伝搬する円偏光および局在する円偏光（キラル近接場光）の散逸の理論式を導出することに成功した。理論式から伝搬する円偏光の散逸が媒質の複素屈折率の虚部（光吸収と関係）に依存することが明らかになった。これは、媒質による円偏光の吸収に起因する電磁キラリティの散逸であると解釈できる。一方、理論式からキラル近接場光の散逸は媒質の複素屈折率の実部（光散乱と関係）に依存するだけでなく、媒質の複素屈折率のノルムが真空と同じ1の場合には散逸が起こらないことが明らかになった。これは、媒質によるキラル近接場光の散乱（伝搬光への変換）に起因する電磁キラリティの散逸であると解釈できる。この成果から、本手法によってキラル近接場光のスペクトルが得られるという理論的な裏付けが得られた。

The characteristics of near-field light in metal structures are expected to be developed with high sensitivity by molecular spectroscopy. In this study, the substrate supported by the structure was used for polarization analysis and spectral analysis of near-field light (forbidden light). This year, the theoretical analysis of near-field light and medium dispersion related knowledge has been obtained The theoretical formula for the dispersion of electromagnetic radiation is successfully derived from the equation for the dispersion of electromagnetic radiation. The theoretical formula for the dispersion of polarized light depends on the imaginary part of the refractive index of the medium. The absorption of polarized light in the medium A theoretical formula for the dispersion of near-field light depends on the complex refractive index of the medium (light scattering relation). This is the cause of electromagnetic scattering and scattering of near-field light in the medium. The results of this method are as follows:

项目成果

University of Glasgow(英国)

格拉斯哥大学（英国）