原子スケール・メゾスケールプラズモンと赤外ナノアンテナ

原子尺度/介观等离子体激元和红外纳米天线

• 批准号: 10F00501
• 负责人: 長尾 忠昭
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10F00501/
• 关键词: ナノアンテナ; 赤外プラズモン; EELS; 赤外吸収分光; アンテナ; センシング; プラズモン; DNA; 赤外分光; プラズモン増強赤外吸収; 低エネルギー赤外プラズモン; センサー材料; ナノ構造制御; 原子鎖; 低次元金属材料

本研究では、赤外の共鳴周波数を持つ金属ナノアンテナについて、光・電子の両プローブ法を用いて計測し、原子スケール、ナノスケール物質の電磁応答特性を解明する。半導体結晶表面上に分子線エピタクシー法により金、Agあるいはインジウム、鉛などを蒸着し、製膜条件の違いによりサイズや形状を変化させたナノ構造を製作し、電子線及び赤外線によるスペクトルを測定し両手法による結果を比較し関連性を明らかにする。Hoang特別研究員の滞在期間中に、赤外線により測定された定在波モードとEELSにより計測された伝搬型モードとの分散曲線がよく一致し、ナノワイヤーの長さやナノディスクの直径に対応した閉じ込め型の定在波プラズモンとして理解できることを明らかにできた。また、Hoang研究員はプラズモンアンテナの応用研究にも精力的に従事し、Auナノアイランドの集積体である広帯域ナノギャップアンテナ電場増強効果を利用し、DNAアプタマーを介した水銀イオン(II)の検出実験などにも貢献した。例えば研究所近隣にの土浦市ある霞ヶ浦の水を採取し、抽出処理を行なわずに直接の検出を試みた結果、ppbレベル以下の低濃度で選択的に検出できることを確認している。また、Auを材料としたボウタイ型ナノアンテナの製作を行い、基盤に直接固定した場合と、SiO2のポストに担持し、下地から離した場合とではアンテナ間の相互作用が異なることを、暗視野顕微分光測を用いて明らかにしている。また、Hoang氏は東京工業大学(山本直樹研究室)との共同研究の機会を自ら開拓し、高速EELSとカソードルミネッセンスの実験を進めている。なお、本年度は特許取得2件、論文発表8件、招待講演11件、書籍2件の外部発表を行った。

In this study, the resonance frequency of metal and electron is measured by optical and electronic methods, and the electromagnetic response characteristics of metal and electron substances are analyzed. A comparison of the results of the molecular line measurement method for gold, silver, lead, evaporation, film formation conditions, shape, structure, electron and infrared measurement methods on the surface of semiconductor crystals is made. Hoang, Special Researcher of the Institute of Technology, has been working on the determination of the wave length and the EELS distribution curve. Hoang, a researcher at the University of California, San Francisco, has contributed to the development of a novel electronic field enhancement effect using DNA as a medium for mercury detection (II). For example, the water in the vicinity of the research institute was collected and extracted, and the results of the direct detection and the detection of low concentrations below ppb were confirmed. For example, when the substrate is directly fixed, when the SiO2 substrate is supported, when the substrate is separated, when the interaction between the substrate and the substrate is different, when the dark field is used, when the differential light measurement is used, when the substrate is directly fixed, when the SiO2 substrate is supported, when the substrate is separated, when the substrate is directly fixed, when the SiO2 substrate is supported, when the SiO2 substrate is separated, when the SiO2 substrate is directly fixed, when the SiO2 substrate is supported, when the SiO2 substrate is directly fixed, when the SiO2 substrate is supported, when the SiO2 substrate is directly fixed, when the SiO2 substrate is supported, when the SiO2 substrate is separated, when the SiO2 substrate is directly fixed, when the SiO2 substrate is supported, when the SiO2 substrate is directly fixed, when the SiO2 substrate is supported, when the SiO2 substrate is directly fixed, when the SiO2 substrate is supported, when the SiO2 substrate is supported, when the SiO2 substrate is directly. The opportunity for joint research between Mr. Hoang and Tokyo Institute of Technology (Naoki Yamamoto Laboratory) has been opened up since the beginning of the year, and the development of high-speed EELS has been promoted. During the year, 2 licenses were obtained, 8 papers were submitted, 11 guest lectures, 2 books were published, and external reports were issued.

项目成果

Low-dimensional plasmons in metallic atom sheets, atom chains, and nano-sheets

金属原子片、原子链和纳米片中的低维等离子体激元

• 发表时间: 2010
• 作者: HOANG Chung Vu;長尾忠昭;T.Nagao;長尾忠昭;長尾忠昭;T.Nagao;長尾忠昭;T.Nagao
• 通讯作者: T.Nagao

表面物性(表面科学シリーズ第3巻) 表面の素励起(6章)、非弾性トンネル分光(7章)

表面特性（表面科学系列第 3 卷）表面基本激发（第 6 章）、非弹性隧道光谱（第 7 章）

• 发表时间: 2012
• 作者: HOANG Chung Vu;長尾忠昭;T.Nagao;長尾忠昭;長尾忠昭;T.Nagao;長尾忠昭;T.Nagao;T.Nagao;長尾忠昭 (共著)
• 通讯作者: 長尾忠昭 (共著)

Fabrication of Highly Dense Nanoholes by Self-Assembled Gallium Droplet on Silicon Surface

硅表面自组装镓液滴制备高密度纳米孔

• DOI: 10.1166/mex.2012.1070
• 发表时间: 2012
• 期刊: MATERIALS EXPRESS
• 影响因子: 0.7
• 作者: R. P. Sugavaneshwar;長尾忠昭;K. K. Nanda
• 通讯作者: K. K. Nanda

Detection of Hg ions in environmental water

环境水中汞离子的检测

• 发表时间: 2012
• 作者: H.V.Chung;C.J.Kubber;G.Han;S.Rigamonti;D.Sanchez-Portal;D.Enders;A.Pucci;T.Nagao;長尾忠昭;長尾忠昭;長尾忠昭;T. Nagao;C. V. Hoang
• 通讯作者: C. V. Hoang

Angstrom-Scale Distance Dependence of Antenna-Enhanced Vibrational Signals

• DOI: 10.1021/nn304341c
• 发表时间: 2012-12-01
• 期刊: ACS NANO
• 影响因子: 17.1
• 作者: Bochterle, Joerg;Neubrech, Frank;Pucci, Annemarie
• 通讯作者: Pucci, Annemarie