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Development of light-driven nanomotor with the 3-degree of freedom and stability

开发具有三自由度且稳定的光驱动纳米电机

基本信息

批准号：
22K04975
负责人：
田中大輔
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Oita National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04975/
关键词：
ナノモータプラズモニクス光渦ベクトルビームコアシェル

项目摘要

申請時の研究目的は「3次元の自由度で回転する新しいプラズモニック光ナノモータ（LPRモータ）の技術開発と原理構築を行う」ことであり、初年度となる昨年度は実験と数値計算の双方からアプローチした。実験については、所望するサブシェル型のナノモータ粒子の作製手法を確立し、実際に金キャップとポリスチレンナノ粒子で構成されるモータ粒子をシリコン基板表面に作製し、その構造を走査型電子顕微鏡により評価した。粒子基板作製の条件出しを終え、凝集のほとんどない孤立ナノ粒子基板の作製に成功した。また、ナノメートルオーダーで集光レンズの位置制御可能なピエゾステージを組み込んだ顕微観察のための光学システムの設計・構築を開始した。更に、ナノ粒子モータの回転動作の顕微観察に向け、ナノモータ周辺に構築が必要なマイクロ構造の作製にも着手し、リソグラフィに必要なフォトマスクの設計・作成までを終えた。数値計算では、金属ナノキャップの被覆状態にナノモータの回転トルクが大きく影響しないことを突き止めた。この結果は、作製したナノモータ粒子個々の被覆状態に差異があっても、入射光の条件で所望する3次元軸に対する回転トルクが与えられることを示唆している。構造の最適化にはプラズモニック特性に優れた材料を選定するだけで良いことがわかった。上記の成果について国内学会1件、国際学会1件でそれぞれ発表した。また、成果の一部をまとめた学術論文を投稿した。

The purpose of the study at the time of application is to "construct the technical development principle of the three-dimensional degree of freedom, return to the original position, and calculate the numerical value of the previous year." In order to establish the manufacturing method of the desired type of particles, the composition of the particles is evaluated by the investigation electron microscope. The conditions for manufacturing particle substrates are as follows: completion, aggregation and isolation. The design and construction of the optical system of the optical system In addition, the design and construction of the necessary structure of the particle structure are carried out according to the micro-observation direction of the particle structure and the design and construction of the particle structure. The calculation of the number of metal particles in the coating state of the metal particles The result is that the coating state of the particles is different from that of the incident light, and the conditions of the incident light are different from those of the three dimensional axes. The optimization of the structure and the selection of materials for the optimization of the characteristics of the structure are discussed. The achievements mentioned above include 1 domestic institute and 1 international institute. A part of the work was submitted.