Inducing chirality in twisted metasurfaces made by stacking stickers

在通过堆叠贴纸制成的扭曲超表面中诱导手性

基本信息

批准号：
22K18884
负责人：
村井俊介
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

ナノサイズの金属粒子を基板上に周期的に並べた2次元構造は、光を平面内に強く閉じ込めたり、特定の方向へ集めたりする性質があります。このような構造はメタ表面と呼ばれ、先端の光技術として研究が進んでいます。このメタ表面技術、様々な応用ができると期待されるのですが、どんな基板の上にも作製できるわけではありません。高度な複数の工程を経て作製するため、すべての工程に適合する材質や形状に厳しい制限があります。この制限はメタ表面の応用を妨げるものです。代表者は、この問題を解決し、多くの材料に自由に貼れて機能を発揮する“メタ表面シール”を開発しました。2021年度終了時点で、AlおよびSiナノアンテナシールの作製しに成功していました。2022年度の研究で、新たに銀ナノアンテナシールを開発しました。ナノ粒子の周期的な配列がエラストマーフィルムに埋め込まれたナノアンテナステッカーは、ターゲット材料の表面に簡単に着脱でき、光を制御するナノアンテナとして機能します。ステッカーは、ナノインプリントリソグラフィーとそれに続く転写プロセスによって製造できます。アルミニウムナノアンテナステッカーは、転写プロセス中に水に溶解する犠牲層としてポリ（ビニルピロリドン）（PVP）を使用して調製されていますが、銀とPVPの接着力が弱いため、銀ナノアンテナの転写は困難でした。この作業では、銀と PVP の間に薄いアルミニウム層を配置すると、銀ナノアンテナがエラストマーフィルムにうまく転写されます。発光層にステッカーを配置することにより、フォトルミネッセンスのアウトカップリングを示します。放射パターンは、ナノアンテナステッカーによって定義された方法で空間的およびスペクトル的に変調されます。正面方向のフォトルミネッセンスを強化する能力は、同一形状のアルミニウムナノアンテナステッカーよりも強力でした。

纳米级金属颗粒周期性排列在基板上的二维结构具有将光强烈限制在平面内并将其集中在特定方向的特性。这种结构被称为超表面，并且作为尖端光学技术的研究正在取得进展。这种超表面技术预计将有多种应用，但它不能在任何基材上制造。由于它是通过多种先进工艺制造的，因此对与所有工艺兼容的材料和形状有严格的限制。这种限制阻碍了超表面的应用。该代表解决了这个问题，开发了一种“超表面贴纸”，可以自由地粘贴到许多材料上并展现其功能。截至2021年底，我们已成功生产铝和硅纳米天线密封件。在 2022 年的研究中，我们开发了一种新型银纳米天线密封件。纳米天线贴纸将周期性的纳米粒子阵列嵌入弹性体薄膜中，可以轻松地附着在目标材料的表面上或从其上移除，并充当控制光的纳米天线。贴纸可以通过纳米压印光刻和转移工艺来制造。铝纳米天线贴纸是使用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为牺牲层在转移过程中溶解在水中而制备的，但银纳米天线的转移由于银和PVP之间的粘合力较弱而困难。在这项工作中，通过在银和 PVP 之间放置薄铝层，银纳米天线成功转移到弹性体薄膜上。通过在发射层上放置贴纸来指示光致发光的耦合输出。辐射方向图以纳米天线贴纸定义的方式进行空间和光谱调制。正面方向的光致发光增强能力强于相同形状的铝纳米天线贴纸。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Silver Nanoantenna Stickers for Photoluminescence Control

DOI：
10.1021/acsaom.3c00024
发表时间：
2023-03
期刊：
ACS Applied Optical Materials
影响因子：
0
作者：
TienYang Lo;S. Murai;Katsuhisa Tanaka
通讯作者：
TienYang Lo;S. Murai;Katsuhisa Tanaka

シールを利用した積層ナノアンテナの作製と発光制御

使用贴纸和排放控制制造堆叠纳米天线

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
吉武優;村井俊介;田中勝久
通讯作者：
田中勝久

Fabrication of Flexible Sticker of Si metasurface by a Transfer Process

通过转移工艺制造硅超表面柔性贴纸

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuto Inoue;Shunsuke Murai;Katsuhisa Tanaka
通讯作者：
Katsuhisa Tanaka

Assistant Prof. Shunsuke Murai, Tanaka Lab

助理教授 Shunsuke Murai，田中实验室

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

銀ナノアンテナシールの開発と発光制御

银纳米天线密封和排放控制的开发

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Lo Tien-Yang;村井俊介;田中勝久
通讯作者：
田中勝久

DOI：
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影响因子：
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Katsuhisa Tanaka

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通讯作者：
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通讯作者：
藤田晃司