利用報告書 / User's Reports

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【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.09】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24HK0039

利用課題名 / Title

動的メタサイト創製に向けたナノ加工

利用した実施機関 / Support Institute

北海道大学 / Hokkaido Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

量子効果/ Quantum effect,ALD,電子線リソグラフィ/ EB lithography,フォトニクス/ Photonics,スパッタリング/ Sputtering


利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

押切 友也

所属名 / Affiliation

東北大学多元物質科学研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

松尾 保孝

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-


利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

HK-603：超高速スキャン電子線描画装置(130kV)
HK-625：高分解能電界放射型走査型電子顕微鏡
HK-609：ヘリコンスパッタリング装置
HK-617：原子層堆積装置（粉末対応型）


報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

本研究では、金ナノディスク構造を平面型のファブリ・ペロー（FP）共振器の上に二次元キラル状に配列し、その遠方場・近接場におけるキラル光学応答について議論した。

実験 / Experimental

金100 nmおよび酸化チタン60 nmが成膜されたガラス基板上（TiO2/Au）に、キラル配列を有する金ナノディスク配列体を作製した。電子線用レジストを基板に塗布し、超高速スキャン電子線描画装置(130kV)を用いて照射電流 50 pAで露光量を変動させながら描画を行い、現像した。その後、ヘリコンスパッタリング装置を用いてTi 2 nm、Au 30 nmを成膜したのち、残存レジスト部を除去することで金ナノディスク配列対を得た。構造形状は、高分解能電界放射型走査型電子顕微鏡にて観察した。

結果と考察 / Results and Discussion

Fig. 1aに、アキラルな金ナノディスクがキラルに配置されたAC-Au-NWsと、それらが融合し、単一の構造としてキラリティを有するSC-Au-NWsをTiO2/Au 上に作製して計測した左右円偏光照射下での差吸収スペクトルを示す。AC-Au-NWs/TiO2/Auでは845 nm、SC-Au-NWs/TiO2/Auでは925 nm近傍に明確な負の差吸収スペクトルを示した。また、Fig. 2b に示すFP共振器の有無での円偏光照射下での近接場電場増強分布から、FP共振器存在下で構造配列体外部に電場増強パターンが観測され、集団的なモード形成が示唆された。これらのことから、金ナノ粒子のキラル配列が、局在プラズモン（LSPR）とFP共振器とのモード結合により集団的に振る舞い、キラル光学応答が増強されることが実証された。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations


Fig. 1 (a) Differential absorption spectra of SC-Au-NWs/TiO2/Au (blue), AC-Au-NWs/TiO2/Au (red), TiO2/Au (black). Insets are scanning electron microscopy images of the SC-Au-NW and AC-Au-NW. (b) Near-field distribution of AC-Au-NWs/TiO2 (upper) and AC-Au-NWs/TiO2/Au (lower) under right circular polarized light irradiation.


その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)


成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
  1. Tomoya Oshikiri, Chiroptical response of an array of isotropic plasmonic particles having a chiral arrangement under coherent interaction, Photochemical & Photobiological Sciences, 24, 13-21(2024).
    DOI: 10.1007/s43630-024-00667-7
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
  1. Tomoya Oshikiri Oshikiri, Yasutaka Matsuo, Hiromasa Niinomi, Keiji Sasaki, Hiroaki Misawa, Masaru Nakagawa, "Near-field properties generated by circularly polarized light irradiation on metal nanostructures" OPTICS&PHOTONICS International Congress, OPIC 2024 (Yokohama) 2024年4月23日
  2. Tomoya Oshikiri, Yasutaka Matsuo, Hiromasa Niinomi, Masaru Nakagawa, "Nanofabrication of chiral nanostructures and it optical properties under modal coupling conditions" 第73回高分子学会年次大会（仙台） 2024年6月5日
  3. Tomoya Oshikiri, "Optical properties of chiral plasmonic nanostructures coupled with nanocavity" META 2024 (Toyama), 2024年7月16日
  4. 押切友也, 新家寛正, 中川 勝, "キラル配列を有するプラズモニックアレイの薄膜共振器との相互作用" 2024年光化学討論会（福岡） 2024年9月3日
  5. Tomoya Oshikiri, "Design of near field for the novel photochemical reaction on plasmonic structure under modal coupling regime" the 12th Singapore International Chemistry Conference (Sigapore) 2024年12月11日
特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件

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