グリーン関数法に基づく局在電磁場及びポテンシャルエネルギー曲面の数値的研究

基于格林函数法的局域电磁场和势能面数值研究

• 批准号: 20043007
• 负责人: 中島 龍也
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20043007/
• 关键词: グリーン関数; 局在電磁場; プラズモニクス

金や銀などの貴金属ナノ粒子に適当な波長の光を照射すると, 表面プラズモン励起が生じて, 電場を回折限界よりも遙かに小さい領域に局在化させることが可能となる. 貴金属ナノ粒子を層状に周期配置した系でも, 各層の表面近傍に指数関数的に局在した電場が生じるが, 用いる金属の種類, 格子形状, 格子定数, 及び粒子サイズ等の制御によって, この表面電場はコントロール可能である. これらの自由度の最適化によって表面電場の著しい増強を実現することが, 我々の研究目的である. 我々は, この系における電場増強に関して最もシンプルだと思われる理論的アプローチを追究してきた。この系では構造体のサイズが対象となる電磁波の波長よりもかなり小さいので, 周波数依存性を持つ短距離散乱体として構造体を扱うことが可能となる. 量子論における正則化・繰込みの手法に基づいて, 電場の空間分布を与えるグリーン関数を正則化することにより, 構造体・電場結合の構造体サイズ依存性を理論に取り込んだ。さらに, 多重散乱効果を取り込むためにT行列を導入して, それを一位子, 単層, 多層系という各階層に対して求めた. これらにより, 共鳴体の集団における相乗効果を適切に評価しながら, ナノ粒子の配置を最適化することが可能となった. 実際, 強結合実現に向けて散乱体サイズやその周期的配置の最適化を行う際に, 層内での粒子配置の最適化(スペクトル分布の制御)と積層に関する最適化(スペクトルの重なりと相対位相の制御)を分離して行えることは, 我々のアプローチの最大の長所と言える。

Gold, silver and noble metal particles are irradiated with light of appropriate wavelength, surface excitation is generated, electric field is reflected back to the limit, small area is in the middle of the field, and it is possible to change. The noble metal particles are periodically arranged in layers, and the exponential relationship between the surface of each layer and the electric field is generated. The type of metal, the lattice shape, the lattice number, and the particle size are controlled by the surface electric field. The optimization of the degree of freedom and the enhancement of the surface electric field are discussed. The electric field intensity of this system is related to the theoretical investigation of this problem. This system is composed of structures with different wavelengths, cycle number dependence, short distance scattering, and structures with different wavelengths. Regularization of quantum theory, regularization of spatial distribution of electric field, regularization of structural dependence of electric field combination Now, multiple scattered results are obtained, and the rows and columns are introduced into each other, and each position, layer, and multilayer system are arranged in the middle of each layer. For this reason, the effect of the resonance mass on the phase is evaluated appropriately, and the particle arrangement is optimized. In practice, the optimization of the periodic arrangement of the scattered particles in the strong binding process, the optimization of the particle arrangement in the layer (the control of the distribution of particles) and the optimization of the layer-related optimization (the control of the relative phase of particles), the separation process, the maximum length of the particles in the layer.

项目成果

Study of localized electromagnetic fields by the Green function method

格林函数法研究局域电磁场

• 发表时间: 2008
• 作者: S. Hayashi;Y. Matsubara;S. Eu;H. Hayashi;T. Umeyama;Y. Matano;and H. Imahori;三ツ石方也;Tatsuya Nakajima
• 通讯作者: Tatsuya Nakajima

Landau quantization of graphene including diamagnetic shift and shrinkage of wave function

石墨烯的朗道量子化，包括抗磁位移和波函数收缩

• 发表时间: 2008
• 期刊: Physica E 40
• 作者: T. Umeyama;N. Tezuka;M. Fujita;S. Hayashi;N. Kadota;Y. Matano;and H. Imahori;阿部洋介;Tatsuya Nakajima
• 通讯作者: Tatsuya Nakajima

グリーン関数法による電磁波散乱の解析

使用格林函数法分析电磁波散射

• 发表时间: 2009
• 作者: S. Kang;H. Hayashi;T. Umeyama;Y. Matano;N. V. Tkachenko;H. Lemmetyinen;and H. Imahori;Norihiro Fujimoto;中島龍也
• 通讯作者: 中島龍也