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Creation of chiral reaction field using nanostructure

利用纳米结构创建手性反应场

基本信息

批准号：
22K19003
负责人：
押切友也
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、円偏光をその近傍を閉じ込めて変調可能なプラズモンナノ構造を設計し、その近接場の性質を物質との光化学的相互作用を解明して新奇な光化学反応場を創製することを目的とする。2022年度は、キラリティを有する近接場の設計のためのシミュレーション環境の整備を行った。それをもとに、金属ナノ構造の偏光特性を計算した。その結果、アキラルな金ナノ構造に円偏光を照射した際の近接場はキラルな特性を示すことを明らかにした。また、プラズモンナノ構造と、平板型の薄膜光共振器との強結合状態が近接場特性に及ぼす影響についても検討した。これらの計算結果をもとに、電子線リソグラフィを用いた微細加工によって金属ナノ構造の試作を行った。さらに、近接場光と分子との相互作用を評価する基準として、プラズモン構造に不斉分子を吸着させ、反射光学系での円二色スペクトルを評価した。その結果、吸着分子のキラリティの向きに応じた円二色性が観測された。2023年度は設計した構造を基に微細加工技術を用いてナノ構造を作製し、分子共存下で光照射を行い、その光化学的相互作用について評価する。反応に用いる分子としては可視光にて光異性可能な分子を用い、高感度分光や液体クロマトグラフを用いて光反応性を評価する。また、近接場顕微鏡や光電子顕微鏡を用いて近接場の光学的評価を行う。特に、多光子励起光電子顕微鏡では、高い空間分解能とエネルギー分解能で近接場計測が可能なため、シミュレーションと併せて近接場の偏光特性を定量的に評価する。

This study aims to clarify the structure design, properties of the near contact field, photochemical interactions of substances, and the creation of novel photochemical reaction fields. In 2022, the design and preparation of the near field were carried out. Calculation of polarization characteristics of metal structures The result is that the polarized light is reflected in the near field. The strong bonding state of thin film optical resonators with different structures and structures, and the influence of optical parameters on the near-field characteristics are discussed. The calculation results of this paper are as follows: 1. The evaluation of the interaction between light and molecules in the near field is based on the evaluation of the adsorption of molecules in the structure and the dichroism in the reflection optical system. As a result, the adsorption molecule is separated from the dye by a single wavelength. In 2023, the application of micromachining technology in design, structure, molecular blue-shift, light irradiation and photochemical interaction was evaluated. Optically active molecules, including visible light, optically active molecules, highly sensitive spectroscopy, and liquid optics. Evaluation of near-field optics for near-field and optoelectronic micromirrors In particular, multiphoton excitation photoelectron micromirrors provide high spatial resolution energy, high resolution energy, and quantitative evaluation of near-field polarization characteristics.