金属ナノロッド局在プラズモン増強による光アシスト加工法

利用金属纳米棒局域等离激元增强的光辅助加工方法

基本信息

批准号：
21656042
负责人：
加藤純一
金额：
$ 1.98万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21656042/
关键词：
金属ナノロッド光アシスト加工局在プラズモン光化学反応

项目摘要

本研究では、近年様々な手法で化学合成が可能となったナノ素材を加工のためのツールとして用いることで、新しいナノ加工・アッセンブル法の確立を目指している。その中で、金・銀などのナノロッド・ワイヤをその長軸に沿った偏光により光励起した際にそのロッド両端に生じる強い増強電場を利用した光化学加工法の原理の実現可能性の検証を目的としてきた。昨年度に引き続き、本年度も加工ツールである金ナノロッド・ワイヤを用いた増強電場による微細加工のための電場分布の把握、ナノワイヤの位置・姿勢制御・支持手法の開発と光励起法の実験的検討を行った。今年度は、金ナノロッドに加え、長さ数μm直径100nmの金ナノワイヤについて、これを色素をドープしたフォトレジスト薄膜をコートした基板上に分散し、532nmの光照射を行った際の微粒子周辺の増強電場の状態を蛍光強度分布により顕微観測し、励起光のスポット位置とナノワイヤの両先端部での電場による光電場増強と照射光の偏光方向との関係の把握を行った。この増強電場による光アシスト加工の基本原理の確認を目指し、ナノワイヤのラジアル偏光ビームによる光トラッピングを援用したハンドリングを試みた。しかし現状では安定したナノワイヤの姿勢制御とその固定を行うことに成功しておらず、固定端での増強電場を利用した光化学加工実験の実現に至っていない。加工液中でのブラウン運動等に対して、トラップビーム強度が充分でない可能性がある。現在、ガラス基板表面に収束イオンビーム加工により近接した金属突起を作成し、そこに生じる局在プラズモンにより金属ナノワイヤの位置をクリップする方法を試している。この方法により金属ナノワイヤ先端部を、所望の位置に固定することができれば、ワイヤ他端または中央部に励起ビームを照射し、固定端部に伝播した増強電場による光アシスト加工の効率等を見積もることが可能になるものと期待している。

这项研究旨在通过使用纳米材料来建立一种新的纳米加工和组装方法，这些纳米材料最近通过各种方法成为可能的处理工具。其中，目的是使用在杆的两端产生的强大的电场（例如金或银）通过沿其长轴沿极化来传递光化的强大电场，以验证光化学处理原理的可行性。去年之后，今年我们还对使用金纳米轨道的电线进行了对电场进行的电场分布进行了实验研究，这些电源是加工工具，纳米线位置和态度控制和支持方法的开发以及光激发方法的实验研究。除金纳米棒外，还将其长度为几μm，直径为100 nm的金纳米线分散在带有染料掺杂的光剂薄膜覆盖的底物上，并且使用532 nm辐射的荧光浓度在光照射的情况下，并在荧光场周围增强了电场的状态，并使用了荧光的荧光分布，并在荧光范围内启动了荧光均应。在纳米线的两个尖端和辐照光的极化方向上。为了使用这种增强的电场确认光助手加工的基本原理，我们尝试使用径向极化的纳米线束在光学诱捕的帮助下进行处理。但是，目前，它在稳定的态度控制和固定纳米线方面尚未成功，并且尚未实现使用固定端的增强电场的光化学处理实验。在加工液中，陷阱束强度可能不足以容纳布朗运动或类似。目前，我们正在尝试通过聚焦离子束处理在玻璃基板表面产生近端金属突起的方法，并使用其发生的局部等离子来剪切金属纳米线的位置。如果通过这种方法可以将金属纳米线的尖端固定在所需位置，则可以通过用激发梁照射另一端或中心来估计光辅助处理的效率，并使用向固定端传播的增强电场。