Development of Rapid Chiral Optical Near-Field Spectroscopy with Forbidden Light Detection

具有禁光检测功能的快速手性光学近场光谱学的发展

• 批准号: 21K14594
• 负责人: 橋谷田 俊
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Chuo University (2022)Institute of Physical and Chemical Research (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14594/
• 关键词: 電磁キラリティ; 保存則; 電磁キラリティ散逸; 近接場光; 禁制光; キラリティ; 金属ナノ構造; スネルの法則; 偏光計測; ナノ物質; 電磁キラリティ; 保存則; 電磁キラリティ散逸; 近接場光; 禁制光; キラリティ; 金属ナノ構造; スネルの法則; 偏光計測; ナノ物質

キラル（左右非対称）な金属ナノ構造の近傍に局在するキラルな特性を有する近接場光のスペクトル特性を明らかにできれば，キラル近接場光を用いた高感度なキラル分子分光法の開発が期待できる。本研究では，ナノ構造を担持する基板によって伝搬光に変換される近接場光（禁制光）を偏光解析・分光検出することで，キラル近接場光のスペクトルが迅速に得られる手法を開発することを目指している。本年度は、理論解析によってキラル近接場光の媒質による散逸に関する知見が得られた。具体的には、光のキラリティの度合いを表すパラメーターである電磁キラリティの保存則における電磁キラリティの散逸の式から、伝搬する円偏光および局在する円偏光（キラル近接場光）の散逸の理論式を導出することに成功した。理論式から伝搬する円偏光の散逸が媒質の複素屈折率の虚部（光吸収と関係）に依存することが明らかになった。これは、媒質による円偏光の吸収に起因する電磁キラリティの散逸であると解釈できる。一方、理論式からキラル近接場光の散逸は媒質の複素屈折率の実部（光散乱と関係）に依存するだけでなく、媒質の複素屈折率のノルムが真空と同じ1の場合には散逸が起こらないことが明らかになった。これは、媒質によるキラル近接場光の散乱（伝搬光への変換）に起因する電磁キラリティの散逸であると解釈できる。この成果から、本手法によってキラル近接場光のスペクトルが得られるという理論的な裏付けが得られた。

如果我们可以阐明近场光的光谱特性，这些光的光谱特性具有手性（不对称）金属纳米结构的手性特性，我们可以期望使用手性近场光发展高度敏感的手性分子光谱。这项研究旨在开发一种方法，该方法允许通过椭圆分析和光谱检测近场光（禁光）快速生成近场光（禁光）通过携带纳米结构​​转化为传播光的近场光（禁光）。今年，理论分析为我们提供了有关媒体导致手性近场光的耗散的见解。具体而言，我们已经成功地得出了理论方程式，用于从方程式传播循环圆形极化光线和局部圆形极化光（手性近场光），以耗散电磁手性的耗散电磁策略法，以代表光chirital的参数，代表了光chirital的程度。理论方程式表明，介质的复合物折射率的假想部分（与光吸收相关）的圆形偏振光的耗散。这可以解释为电磁性手性的耗散，这是由于介质吸收的圆形光线引起的。另一方面，理论方程式表明，手性近场光的耗散不仅取决于介质的复杂折射率的实际部分（与光散射有关），而且当介质的复杂折射指数的范围与液泡相同时，并不会发生耗散。这可以解释为通过介质散射手性近场光（转化为传播光）引起的电磁手性的耗散。该结果提供了理论上的支持，即目前的方法可以获得一系列手性近场光谱。