誘電体球結晶でのフォトニック・バンド効果の実験的・理論的研究

介电球形晶体中光子带效应的实验与理论研究

• 批准号: 08224102
• 负责人: 国府田 隆夫
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Japan Women's University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08224102/
• 关键词: フォトニック結晶; フォトニック・バンド効果; 光近接場効果; ラテックス

本研究の目的は、球状の誘電体微粒子が規則的に配列した系について、その光学的性質(吸収、反射、発光)に影響を及ぼしていると予想されるフォトニックバンド効果を、実験的に検出するとともに、その結果を理論的計算に基づくフォトニック・バンド・モデルによって解析し、光の波長程度の周期的構造を有する誘電体媒質に固有のフォトニックバンド効果に関する基礎的知見を得ることである。本年度の研究において得られた主要な成果の概要は、以下のごとくである。[1]粒径のよくそろった球状高分子の微粒子(ラテックス)を原料として、種々な粒径(5.0〜0.1μm)のラテックス粒子がガラス、あるいは金属表面に広範囲にわたって規則的に配列している薄膜を作製できた。[2]上記の方法によって作製したラテックス薄膜を走査型原子間力顕微鏡、レーザーによるブラッグ回折法、走査型近接場顕微鏡、光反射スペクトル測定など、多様な実験法によって詳しく解析し、その構造評価を行うとともに、規則的に接触している球形微粒子の間での電磁波の伝搬特性に関する実験データーを得た。特に、数%の濃度の蛍光性粒子を同じ粒径の母体結晶の中に添加した薄膜で、蛍光の励起強度の空間的分布を走査型近接場顕微鏡により詳しく測定することにより、2次元的フォトニックバンド効果の存在を確認することができた。[3]球面波展開法により高次散乱・干渉効果を取り入れた理論的方法により、ラテックス薄膜結晶での2次元的フォトニック・バンドを定量的計算により求め、上記の実験結果を理論的に解析することができた。

The purpose of this study is to study the optical properties of spherical electro-conductive particles in a regular arrangement system (Absorption, reflection, emission) influence and prediction of the effects of light on the dielectric medium, the detection of light, the theoretical calculation of the results, the analysis of the wavelength of light, the periodic structure of the dielectric medium, the inherent effects of light on the dielectric medium. A summary of the main results of this year's research is as follows: [1]Spherical polymer particles with particle size of 5.0 ~ 0.1μm are prepared from raw materials and particles with particle size of 5.0 ~ 0.1μm. [2]The method described above is used to fabricate thin films, investigate interatomic force micromirrors, reverse reflection methods, investigate near-field micromirrors, optical reflection measurement methods, multi-layer methods, detailed analysis methods, structural evaluation methods, regular contact methods, and to obtain information on the transmission characteristics of electromagnetic waves between spherical particles. Special, several percent of the concentration of fluorescent particles in the parent crystal in the addition of thin films, fluorescent excitation intensity of the spatial distribution of the study of near-field micromirrors, detailed measurement of the presence of two-dimensional fluorescent particles [3]Spherical wave expansion method for high-order scattering interference effects into the theoretical method for the calculation of the two-dimensional dispersion of thin film crystals, the above results into the theoretical analysis

项目成果

T.Fujimura: "Scanning Near-field Optical Images of Ordered Polystylene Particle Layers in Transmission and Luminescence Excitation Mcxles" Optics Letters. (印刷中). (1997)

T.Fujimura：“扫描透射和发光激发麦克克斯中有序聚苯乙烯粒子层的近场光学图像”（正在出版）。

T.Fujimura: "Observation of local light propagation in ordered LATEX layers by Scanning near-field optical microscope" Material Sciences & Engineering B. (印刷中). (1977)

T.Fujimura：“通过扫描近场光学显微镜观察有序乳胶层中的局部光传播”材料科学与工程 B.（出版中）。