光誘起力によるナノ物質中量子状態の観測・計測技術

利用光致力观察和测量纳米材料量子态的技术

• 批准号: 18740184
• 负责人: 飯田 琢也
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18740184/
• 关键词: 光物性; 物性理論; 走査プローブ顕微鏡; 量子ドット; ナノ材料; 光圧

本研究課題では,光照射下でナノ物質に印加される光誘起力を通じてナノ物質中量子状態を観測する力学的顕微分光の原理を理論的手法によって探った。最終年度は,これまでに構築した光誘起力の計算手法を用い,具体的なモデル計算により光誘起力顕微分光の可能性を示した。主な成果を以下に述べる。1.量子ドット配列構造を試料とみなし,試料とは異なる光学特性を有するナノ微粒子を探針とみなしたモデル計算を行った。試料を光励起し,探針を試料直上で走査しながら印加される光誘起力を測定すれば,選択励起された試料中集団励起状態の波動関数の空間分布を観測できる可能性があることを解明した。本原理はナノ材料の量子力学的特性評価における新しい選択肢を与えるものである。2.カーボンナノチューブや非対称な構造の有機高分子に共鳴光を照射した場合に生じる輻射力が有意な値を持ち,かつ選択的に印加され得ることを明らかにした。得られた結果はカーボンナノチューブや有機ナノ材料を対象とした光誘起力顕微分光に繋がる重要な知見を与えるものである。3.ナノ物質中の電子系に共鳴するラゲールガウスビームをナノ物質に照射すれば,選択的に軌道角運動量を転写して回転運動を制御できる可能性があることを示した。また,励起光の偏光と物質の対称性により選択的に輻射力を印加できることも示した。これらの結果は,光源の条件により光誘起力の性質を変化させて,多角的にナノ試料中励起状態の情報を抽出できる可能性を示唆するものである。4.金属コートされたプローブと半導体薄膜が付されたカンチレバーが光共振器を形成する場合を想定し,カンチレバーの運動制御可能性を探った。光共振器によって増幅された輻射力により,運動制御に十分なカンチレバーの共振周波数の変調が得られる可能性を示唆した。この機構は,力学的顕微分光における検出感度向上などにも繋がると期待される。

在本研究主题中，我们研究了机械微光谱的原理，该原理通过理论方法，通过在光照射下应用于纳米材料的光诱导力观察纳米材料中的量子状态。在最后一年，我们使用了到目前为止构建的光诱导的力量计算方法，并通过混凝土模型计算证明了光诱导的力微光谱镜检查的可能性。主要结果如下所述。 1.进行模型计算，其中将量子点布置结构视为样品，并且具有不同光学特性的纳米颗粒与样品的不同特性视为探针。已经澄清的是，通过对样品进行照相并直接扫描样品上方的探针，可以观察到所选激发样品中集体激发态的波函数的空间分布。该原理为纳米材料的量子机械表征提供了新的选择。 2。已经揭示了当具有不对称结构的碳纳米管和有机聚合物被带有谐振光照射时产生的辐射力具有显着的值，并且可以选择性地应用。获得的结果提供了重要的见解，从而导致靶向碳纳米管和有机纳米材料的光诱导力的微光谱镜检查。 3。已经表明，纳米材料对纳米材料中的laguer高斯光束辐照纳米材料可以选择性地传递轨道角动量并控制旋转运动。还表明，由于激发光的极化和材料的对称性，可以选择性地施加辐射力。这些结果表明，可以根据光源条件来改变光诱导的力的性能，并且可以从多个角度提取有关纳米样品中激发态的信息。 4。我们研究了控制悬臂运动的可能性，假设是金属涂层的探头和具有半导体薄膜的悬臂形成光学谐振器。建议通过光学谐振器扩增的辐射力可以对悬臂的谐振频率进行足够的调节，以进行运动控制。预计该机制将导致机械微光谱学的检测灵敏度提高。

项目成果

Force control between nanostructures by coupling of spatially separated polaritons

通过空间分离的极化子耦合来控制纳米结构之间的力

• 发表时间: 2006
• 期刊: physica Status Solidi (c) 3巻10号
• 作者: Takuya Iida;Hajime Ishihara
• 通讯作者: Hajime Ishihara

光誘起力による量子ドット配列構造中集団励起状態の観測可能性

通过光诱导力观察量子点阵列结构中的集体激发态

• 发表时间: 2007
• 作者: 飯田 琢也;石原 一
• 通讯作者: 石原 一

Force control between quantum dots by light in polaritonic molecule states

极化子分子状态下的光对量子点之间的力控制

• 发表时间: 2006
• 期刊: Phys. Rev. Lett. 97
• 作者: S.Fujiwara;M.Hashimoto;T.Itoh;H.Nakamura;長田 俊人;K.Kobayashi;T.Osada;E.Ohmichi;N.Hanasaki;N.Hanasaki;T.Osada;E.Ohmichi;M. Nagira;K. Shimada;X. Y. Cui;K. Terai;Mitsuharu Higashiguchi;T. Saitoh;S. Kaneyoshi;N. Tobita;Y. Miura;J. F. Douglas;Y. Takata;M. Higashiguchi;X. Y. Cui;M. Nagira;Shin-ichi Fujimori;H. Iwasawa;M. Arita;M. Arita;T. Hirahara;T. Kinoshita;H.Negishi;S.Negishi;K.Shimada;R.Eguchi;S-i.Fujimori;K.Shimada;X.Y.Cui;M.Higashiguchi;Y.Miura;M.Sawada;S.Negishi;Y.T.Cui;T.Yokoya;島田賢也;K.Shimada;M.Higashiguchi;A.Ino;K.Yaji;Y.Takata;K.Mimura;Y.Takeda;H.Iwasawa;X.Y.Cui;R.Eguchi;H.Shiozawa;T.Saitoh;K.Iori;K.Shimada;Y.Takata;H.Iwasawa;M.Higashiguchi;島田賢也;K. Shimada;島田賢也;K. Shimada;K. Shimada (Edited by S. Hufner)共著;M.Ashida;K.Inaba;T.Iida
• 通讯作者: T.Iida

Resonant Radiation Force on a Quantum Dot by Multiple Laguerre-Gaussian Beams

多拉盖尔高斯光束对量子点的共振辐射力

• 发表时间: 2007
• 期刊: Technical digest of the 7th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics 2007
• 作者: Takuya Iida;Takashi Yoshimizu;and Haiime Ishihara
• 通讯作者: and Haiime Ishihara