光圧ポテンシャルにより分子レベルの秩序構造を制御したJ会合体の作製・配列

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これまでの研究で、光圧ポテンシャルが働くレーザー集光位置において、J会合体の核形成が促進されること、核形成したJ会合体は自然析出するJ会合体に比べ分子の配向秩序が高く非線形光学材料として優れていることなどを明らかにしてきた。つまり、光圧ポテンシャルによりJ会合体の形成や分子配列が制御できることがわかってきた。次のステップとして、本年度はJ会合体にかわり銀ナノ粒子凝集体に注目した。銀ナノ粒子凝集体もJ会合体同様、ナノ粒子の配列構造によって光圧ポテンシャルエネルギーが大きく変化する。以下に本研究成果の要旨を示す。1.レーザー集光位置で形成する銀ナノ粒子凝集体の凝集構造を、粒子間のプラズモニック相互作用によって直線偏光と円偏光で制御できることを明らかにした。2.直線偏光したレーザー集光位置では1次元状に銀ナノ粒子が配列し、電場の偏光方向に長軸が配向することを見出した。3.2の銀ナノ粒子凝集体は照射レーザー光波長において強いプラズモン共鳴を示し、吸着分子の表面増強ハイパーラマン散乱を測定することに成功した。4.レーザー集光位置で形成した銀ナノ粒子凝集体は、強い電場増強サイト(いわゆるホットスポット)に分子を光捕捉できることを実証した。本研究成果は、分子だけでなく金属ナノ粒子の配列構造も光圧ポテンシャルにより制御できることを示すものであり、光圧ポテンシャル効果の高い一般性を示すと共にその有用性を示すことにも成功した。