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光電場増幅素子とそれを用いたプローブ

シーズコード S130010288
掲載日 2013年6月6日
研究者
  • 新ヶ谷 義隆
  • 中山 知信
  • 青野 正和
技術名称 光電場増幅素子とそれを用いたプローブ
技術概要 酸化タングステンナノロッドが光電場増強効果を持つことを見出し、この効果を利用した各種の母材に適用することで、その機能を大幅に向上することができた。この光電場増幅素子は、光電場を増幅する素子であり、導電層と絶縁層とが積層されて構成される。この酸化タングステンナノロッドにはロッドの長軸に平行方向に酸素欠損面が形成されている。この酸素欠損面が原子レベルの薄さを持つ導電面となっている。また、導電面同士は数nmの厚さの絶縁体(WO)で隔てられており、このようなナノサイズの層状構造が光電場増強に大きく寄与しているのではないかと考えられる。単一分子レベルの増強ラマン散乱分光を可能にする電場増強を与えるのは金、銀の微粒子に限られていた。しかも、微粒子が凝集することによってできるナノギャップにおいてのみ単一分子ラマン分光は実現できる。この酸化タングステンナノロッドの結晶構造自体に導電面が絶縁層で隔てられた構造が含まれており、結晶構造内にナノギャップが存在する。この構造により、著しく大きな電場増強効果が期待でき、実際に酸化タングステンナノロッドを用いて単一分子ラマン分光を実現した。
画像

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研究分野
  • 光の散乱,回折,干渉
展開可能なシーズ ナノロッドが光励起力の増幅機能を有する点を発見し、それを利用した素子とプローブを提供する。
この光電場増幅素子によれば、それ自体であるいは母体に接着することで、従来にはない高い光電場増幅を実現できる。また、光電場増幅素子を結晶成長させて表面に立設することでナノギャップ間隔が均一化させることできるので、長期間安定してラマン散乱の増強効果を得ることができる。また、ギャップの間隔は結晶成長時に決まるので、成長条件によりギャップの間隔を制御可能である。さらに、光電場増幅素子を用いたプローブによれば、ラマン散乱分光が飛躍的に増強され、従来では不可能であった様々な高精度分析が可能になる。
用途利用分野 光電場増幅素子、ラマン散乱分光分析装置、顕微ラマン分光装置、走査型プローブ顕微鏡
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 独立行政法人科学技術振興機構, 独立行政法人物質・材料研究機構, . 新ヶ谷 義隆, 中山 知信, 青野 正和, . 光電場増幅素子を用いたプローブ. . 2011-03-10
  • G01N  21/65     

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