非線形摂動分光法による金ナノロッドの量子井戸準位間遷移の観測

点击翻译按钮获取中文摘要

金ナノロッドの光吸収は、長軸・短軸方向への分極をともなう価電子の集団的励起(表面プラズモン共鳴)と金のバンド問遷移に対応した個別電子励起によって起こることが知られている。前年度までの研究において金ナノロッドの微視的な電子分極構造を知るために電場吸収スペクトルの測定を試みたところ、スペクトルには前述の二つの光吸収モードに対応しない第三の光吸収モードが等エネルギー的な振動構造をともなって観測された。この電場吸収は、量子井戸界面での電子干渉を考慮した離散化準位形成のモデル計算により比較的よく再現できた。このことから、この光吸収の起源の候補を金ナノロッドの量子井戸内の離散化準位間で起こるサブバンド間遷移とする考えのもと、この光学遷移、離散化準位形成の更なる実験的検証を得ることを目的として、今年度の研究は実施された。まずはじめに、櫛形電極と偏光の利用によって外部電場と光学遷移モーメントの配向関係を特定することでサブバンド間遷移にかかるバンド特性の評価を可能とする横電場吸収測定法の開発を試みた。この方法は櫛形電極上に金ナノロッドの分散薄膜を堆積し、電場吸収の測定を行うものであるが、薄膜試料に対してより高い電圧の印加を要するために放電による絶縁破壊等の実験的困難をともなう結果となった。そこで今年度内は、試料部の絶縁破壊を阻止するため、試料への高電圧の印加を真空下で行うための小型の真空測定ユニットの試作を行うに至ったところである(未発表)。本研究は、金ナノロッドの離散化準位形成およびそのバンド間遷移というこれまでに観測例のない新規な量子光物性を扱うため、本年度開発した横電場電場吸収法をもって今後、さらに慎重に研究を推し進めた上で、最終的な本研究課題の結論を得られるものと期待される。