自己組織化フォトニック結晶における巨大磁気光学効果の発現

自组装光子晶体中巨磁光效应的表达

• 批准号: 18681016
• 负责人: 曽越 宣仁
• 金额: $ 19.05万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18681016/
• 关键词: 微粒子; 磁気光学効果; コロイド結晶; フォトニック結晶

貝殻の内側、昆虫の体表面、クジャクの羽などは特有のあざやかな発色を示す。これらの発色は色素に代表されるような素材の色によっておこるのではなく、光の散乱体が数100nm程度の繰り返し単位をもって規則正しくならんだ構造を持っているためである。このような構造による発色を構造色という。大きさのそろった球状コロイド微粒子の分散液をゆっくり蒸発させると、メニスカスの後退とともに微粒子が固-液-気の界面に充填されて、微粒子の周期的配列体が得られることが知られている。これは人工オパールまたはコロイド結晶と呼ばれる。コロイド結晶は自己組織化プロセスで簡便に作製することができるフォトニック結晶であり大いに注目される。構造色は可視光の波長領域のブラッグ回折により起こるが、その周辺の波長領域で強い分散関係を示す。その結果、ブラッグ回折波長よりわずかに外れた波長の光に対し、その群速度は極端に低下し、結果として実効的な光路長が極端に長くなった状態に等しくなる。本研究では、このようなフォトニック結晶と光が強く結合する性質を利用して、磁性と光の相互作用である磁気光学効果の1つであるファラデー効果の増強について検討した。磁性を付与するために、(1)微粒子に磁性体を複合化する、(2)集積した微粒子の配列体を鋳型に用いて磁性体のナノ構造を作製すること試みた。大きな壁は磁性体の多くが可視光に対して不透明であることであったが、この点について精力的に検討し、透明な微粒子の中心部に小さな磁性のコアを持たせる構造が最適であることを見いだした。磁性を帯びたフォトニック結晶中では光の群速度遅延により実質的な光路長が長くなることが分かった。磁気光学効果は光通信などにおいて光の整流作用や双方向通信での光の分離を担う非相反素子に使われるが、この研究により、コロイド結晶が可視光領域での良好な磁気光学効果素子となりうることが示された。

The inner side of the shell shell, the surface of the insect shell, the ジャ ジャ shell feathers な な the unique <s:1> あざや な な the coloration を indicates す. は こ れ ら の 発 color pigment に representative さ れ る よ う な material の color に よ っ て お こ る の で は な く, light の が Numbers in the scattered degree of 100 nm の Qiao り return し 単 a を も っ て rules are し く な ら ん だ tectonic を hold っ て い る た め で あ る. <s:1> ような structure による development color を structure color と う う う. Big き さ の そ ろ っ た globular コ ロ イ ド の particles dispersion を ゆ っ く り steamed 発 さ せ る と, メ ニ ス カ ス の back と と も に particles が solid-liquid - 気 の interface に filling さ れ て, particles の cycle of match column body が ら れ る こ と が know ら れ て い る. Youdaoplaceholder2 れ れ artificial パ パ パ また また コロ コロ ド ド crystallization と ばれる ばれる. Crystallization コ ロ イ ド は yourself organized プ ロ セ ス で す the simple に cropping る こ と が で き る フ ォ ト ニ ッ ク crystallization で あ り big い に attention さ れ る. The construction color <s:1> visible light <s:1> wavelength domain <e:1> ブラッグ refraction によ causes the <s:1> るが and そ <s:1> circumscribed 辺 <s:1> wavelength domain で strong <s:1> dispersion relation を shows す. そ の results, ブ ラ ッ グ inflexion wavelength よ り わ ず か に outside れ た wavelength の に し, seaborne そ の group velocity は extreme low に し, results と し て be sharper な length of light path が extreme に く な っ た status に し く な る. This study で は, こ の よ う な フ ォ ト ニ ッ ク crystallization と light strong が く combination す る nature を USES し て, magnetic interaction と light の で あ る magnetic 気 optical unseen fruit の 1 つ で あ る フ ァ ラ デ ー unseen fruit の raised strong に つ い て beg し 検 た. Magnetic を give す る た め に, (1) particles に composite magnetic body を す る, (2) sets product し た の particles with the column body を type where に with い て magnetic body の ナ ノ す the tectonic を cropping る こ と try み た. More big き な wall は magnetic body の く が visible light に し seaborne て opaque で あ る こ と で あ っ た が, こ の point に つ い て energy に beg し 検, transparent な の center department に small particles さ な magnetic の コ ア を hold た せ が る structure optimum で あ る こ と を see い だ し た. Magnetic を 帯 び た フ ォ ト ニ ッ ク crystallization of で は light の 遅 group velocity delay に よ り be qualitative な length of light path が く な る こ と が points か っ た. Magnetic 気 optical unseen fruit は optical communication な ど に お い て light の rectifier や both sides to communication で の を bear う の separated the opposite element に made わ れ る が, こ の research に よ り, コ ロ イ ド crystallization が visible light field で の good な magnetic 気 optical unseen shenshuaiguo son と な り う る こ と が shown さ れ た.

项目成果

アルカンチオールおよびチオ尿素の清浄金表面自己組織化単分子膜の磁気光学的研究

洁净金表面上链烷硫醇和硫脲自组装单分子层的磁光研究

• 发表时间: 2008
• 作者: ○曽越宣仁;齊藤寛乃;中林誠一郎
• 通讯作者: 中林誠一郎

清浄金表面に形成されたアルカンチオールおよびチオ尿素の自己組織化単分子膜の磁気光学的研究

清洁金表面上形成的烷硫醇和硫脲自组装单分子层的磁光研究

• 发表时间: 2008
• 作者: T. Kobari;A. Ueda;D.K. Steinberg;M. Kitamura and A. Tsuda;○齊藤寛乃・曽越宣仁・中林誠一郎
• 通讯作者: ○齊藤寛乃・曽越宣仁・中林誠一郎

磁性コロイド微粒子からなるコロイド結晶の光学特性

磁性胶体粒子组成的胶体晶体的光学性质

• 发表时间: 2007
• 期刊: 高分子論文集 64巻,6号(掲載決定)
• 作者: 曽越 宣仁;中林 誠一郎
• 通讯作者: 中林 誠一郎

酸化鉄をコアに持つシリカ単分散コロイド微粒子の秩序配列膜の磁気光学特性

氧化铁核二氧化硅单分散胶体颗粒有序薄膜的磁光特性

• 发表时间: 2007
• 作者: ○曽越宣仁;中林誠一郎
• 通讯作者: 中林誠一郎

滋性コロイド微粒子からなるコロイド結晶の光学特性

营养胶体颗粒组成的胶体晶体的光学性质

• 发表时间: 2007
• 期刊: 高分子論文集 64巻,6号
• 作者: Kazuya Seo;Osamu Kobayashi & Masahide Murakami;小針統・井上祐未・西部裕一郎;曽越 宣仁・中林 誠一郎
• 通讯作者: 曽越 宣仁・中林 誠一郎