電子顕微鏡下ナノマニピュレータを用いた光抜帯八木アンテナの基礎研究

电子显微镜下纳米机械手引光八木天线的基础研究

基本信息

批准号：
08834003
负责人：
宮崎英樹
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は,八木アンテナのように波長オーダの微小寸法でありながら大きな電界増強効果を示し,輻射場を人工的に制御できる構造物の実現可能性を確かめるために,波長以下の数個の微粒子を波長以下の間隔で配列したときに,特定の微粒子サイズ・形状・間隔において特に強い散乱が生じることを実証することであった.微粒子は電子顕微鏡試料室に取り付けられたナノマニピュレータをジョイスティックで操作して配列する.具体的な微粒子の配列方法としては,現象の単純化のために対称性の高い2次元三角格子を選び,微粒子間隔はまずは密着,すなわち細密充填とした.微粒子材料としては直径2μm,屈折率1.58のラテックス球を用い,評価は顕微分光測定により行なった.三角格子配列の周期数が異なるいくつかのサンプルを製作し,その透過スペクトルを測定した.その結果,周期数が増えると急激に特定の波長での透過率が増大することがわかった.周期数1,すなわち単一の微小球の透過スペクトルは前方ミ-散乱スペクトルを表している.スペクトルは周期数2でもこれとほとんど変化しなかった.しかし,周期数4から6程度になると,スペクトルにはいくつかの鋭いピークが現れた.これは特定の散乱モードが周囲の微小球による散乱波と干渉して現れたものと考えられる.また,多層面心立方格子も製作し,その散乱パターンを系統的に調べてみたところ,格子間隔の数%のディスオーダがあるだけで,生じるべきブラッグ反射スポットがまったく消失してしまう現象が観察された.これらの結果は,数周期の微粒子配列により特定の散乱波が十分に増強できること,この散乱波強度は微粒子間隔に非常に敏感であることを示しており,光波帯での八木アンテナ型デバイスの実現可能性を示唆している.

这项研究的目的是确认构建像八木天线这样的结构的可行性，这种结构具有波长数量级的小尺寸，但表现出很大的电场增强效应，并且可以人为地控制辐射场的目的。这项研究的目的是证明，当颗粒以小于 T 形的间隔排列时，特定颗粒尺寸、形状和间距会发生特别强的散射。作为颗粒排列的具体方法，我们选择了高度对称的二维三角晶格来简化现象，并将颗粒间距设置为紧密接触，即紧密堆积直径为2μm的乳胶球体。使用折射率为1.58的材料，通过显微光谱法制作了多个具有不同周期数的三角晶格阵列的样品，并测量了它们的透射光谱，结果，循环数增加了。发现特定波长下的透射率迅速增加。周期数为1的单个微球的透射光谱代表前向M散射光谱。即使周期数为2，透射光谱也与此类似。几乎没有变化。然而，当周期数从4增加到6时，光谱中出现了几个尖峰。这被认为是由于特定散射模式与周围微球散射的波的干扰而出现的。当我们还制作了方形晶格并系统地研究了它们的散射图案时，我们观察到，即使晶格间距只有百分之几的无序，本应产生的布拉格反射斑点也完全消失。结果表明，特定的散射波可以。多个周期的粒子排列可以充分增强该散射波的强度，并且该散射波的强度对粒子间距非常敏感，这表明八木天线型装置在光波段的可行性。