位相制御された多極子の干渉ナノイメージング

相控多极干涉纳米成像

基本信息

批准号：
20J14821
负责人：
松方妙子
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J14821/
关键词：
カソードルミネセンス発光位置分解ナノアンテナ円偏光

项目摘要

光ナノアンテナは、光波長よりも小さいスケールで光エネルギーの送受を担うナノ光デバイスであり、その最適化にはナノスケールでの光学特性評価が不可欠である。また光ナノアンテナを用いたデバイスでは、アンテナから受けた光のエネルギーを導波路などにより送信側に伝送するため、受信位置と送信位置は空間的に異なる。この光エネルギー輸送を評価するためには、励起位置と発光位置をナノスケールで解析する手法が必要となる。本研究では、カソードルミネセンス（ＣＬ）法を用いて、励起位置と発光位置分解法を開発している。2021年度は、電子線スキャンと同期した発光位置イメージングと４次元ＣＬ法と組み合わせた、多次元測定・解析手法の確立を行った。昨年度まで開発してきたＣＬ計測法の光学パスからスプリッタを用いて光を分岐し、発光位置と共役な空間にカメラを設置することで発光位置分解可能な光学系を構築した。さらに、４次元ＣＬ法の電子線スキャンに同期してカメラ像取得する、アナログスキャン信号読み取りシステムを開発し、４次元ＣＬ法と発光位置分解像の同時計測を可能とした。また、得られた電子線励起位置２次元×発光位置像２次元＝４次元の発光位置分解データを解析するためのソフトウェアの開発も行った。これらにより世界で初めての励起・発光位置同時分解ＣＬ法が完成した。「対物レンズ」として放物面鏡を用いたＣＬ法においては、発光角度分解を行うことで、結像による発光位置の投影面の選択が可能であることが明らかとなった。また、発光位置分解は純粋な光結像であるため、点分解能は光の回折限界に制限されるが、発光位置は解析により波長を超えた超解像で決定することができる。重心を用いた発光位置分解では、数十nmの分解能が得られ、超解像発光位置イメージングが可能であることが示された。さらに、アンテナ・導波路複合システムにおける応用計測も実施した。

光学纳米天线是在小于光波长的尺度上发射和接收光能的纳米光学器件，纳米尺度的光学特性评估对于其优化至关重要。此外，在使用光学纳米天线的装置中，从天线接收的光的能量使用波导等传输至发送侧，因此接收位置和发送位置在空间上不同。为了评估这种光能传输，需要一种在纳米尺度上分析激发位置和发射位置的方法。在本研究中，我们正在开发一种使用阴极发光（CL）方法分解激发位置和发射位置的方法。 2021财年，我们建立了结合电子束扫描同步发射位置成像和四维CL方法的多维测量和分析方法。通过使用分光器将光从我们去年开发的 CL 测量方法的光路中分离出来，并在与光发射位置共轭的空间中安装相机，我们构建了一个可以解析光的光学系统。发射位置。此外，我们开发了一种模拟扫描信号读取系统，该系统可与 4 维 CL 法的电子束扫描同步获取相机图像，从而可以同时测量 4 维 CL 法和发射位置分辨图像。我们还开发了软件来分析获得的电子束激发位置二维×发射位置图像二维=四维的发射位置分辨率数据。通过这些努力，完成了世界上第一个同时激发和发射位置分解CL方法。在使用抛物面镜作为“物镜”的CL方法中，已经清楚可以通过进行光发射角分解的图像形成来选择光发射位置的投影平面。此外，由于发光位置分辨率是纯光学成像，点分辨率受到光的衍射极限的限制，但可以通过超过波长的超分辨率分析来确定发光位置。使用重心的发射位置分辨率产生了几十纳米的分辨率，证明超分辨率发射位置成像是可能的。此外，还对天线/波导复合系统进行了应用测量。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

電子線を用いた円形金属孔からの円偏光生成

使用电子束从圆形金属孔产生圆偏振光

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
松方妙子 ;三宮工
通讯作者：
三宮工

Valley-Polarized Plasmonic Edge Mode Visualized in the Near-Infrared Spectral Range

DOI：
10.1021/acs.nanolett.1c01841
发表时间：
2021-07-27
期刊：
NANO LETTERS
影响因子：
10.8
作者：
Saito, Hikaru;Yoshimoto, Daichi;Sannomiya, Takumi
通讯作者：
Sannomiya, Takumi

ICFO(スペイン)

ICFO（西班牙）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

完全偏波4次元STEMカソードルミネセンス法の開発と位相マッピング

全偏振4维STEM阴极发光方法的开发和相图绘制

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kawamura Shunto;Nakasone Hideki;Takeshita Junko;Kimura Shun-ichi;Nakamura Yuhei;Kawamura Masakatsu;Yoshino Nozomu;Misaki Yukiko;Yoshimura Kazuki;Matsumi Shimpei;Gomyo Ayumi;Akahoshi Yu;Kusuda Machiko;Kameda Kazuaki;Tanihara Aki;Tamaki Masaharu;Kako Shinic;松方妙子，三宮工
通讯作者：
松方妙子，三宮工

完全偏波4次元カソードルミネセンスによる球状ナノ粒子からのキラル放射観測と相対位相マッピング

使用全偏振四维阴极发光观察球形纳米粒子的手性发射和相对相位图