■４．結論■■■■謝■辞■参考文献■合成することが出来ると期待される。その後、横偏光照射により作製した■■■発光体を励起することにより、ギャップ部のプラズモン増強により■■■から得られる発光を増強することができると期待される。■この結果から、図■ff■■の様な構造を設計・作製した。縦偏光のレーザー照射（■■■■■■■■ ■■■■■■）により、数値計算から期待された通りに■■■がバー構造上にのみ合成されている様子が確認できる（図■ff■■）。さらに、この構造を横方向に走査した■■■測定の結果（図■ff■■）から、金ナノバタフライ構造の中心のナノバー構造付近からのみ亜鉛信号を検出し、プラズモン支援により選択的に■■■が合成できていることを確認した。■本研究では、金属ナノ構造のプラズモン共鳴を利用した局所加熱を利用し、金属ナノ構造の任意の場所に意図的かつ選択的に■■■ナノ発光体を作製する方法について研究を行った。その結果、プラズモン場の励起に伴う熱の発生により、■■■が金ナノ構造上にのみ合成されることを実験的に確認した。また、ナノ発光体合成の最適配置を実現する新規金ナノバタフライ構造を数値解析的に提案し、その局在場計算と熱分布計算結果から、照射偏光に応じて局所的な金属ナノ構造の加熱が可能となることを明らかにした。この結果を基に、実験的に金ナノバタフライ構造を作製し、照射偏光制御により■■■発光体をナノ金構造のギャップ部に選択的に合成することに成功した。これらの結果から、金ナノ構造の光学的特性と熱的特性の両方のデザインにより、プラズモン共鳴の選択的励起による金ナノアンテナ構造上への局所的な材料合成が可能となることを初めて実証した。■半導体材料を金属ナノ構造内に適切に配置できる本手法により、発光デバイスだけでなく、光電変換素子やエレクトロニクス素子、量子効果を用いた光演算素子、超高感度に光を検出する装置など、様々なフォトニック−プラズモニックハイブリッドデバイスへの応用が期待される。■本研究は、公益財団法人■天田財団■ ■■■■年度一般研究開発助成ff課題番号■■■■ ■■■ ■■■、および、科研費ff課題番号■■■■■■■■■■■の助成を受けて実施されたことをここに記し謝意を示します。また、本成果は、北海道大学電子科学研究所の笹木敬司教授、■■■■■■■■■■■■■■助教との共同研究により得られた成果である。金ナノ構造および酸化亜鉛の分析には、北海道大学創成科学研究棟オープンファシリティの電子顕微鏡およびエネルギー分散型■線分析を使用した。■[1] J. Yeo S. Hong M. Wanit H. W. Kang, D. Lee, C. P. Grigoropoulos, H. J. Sung S. H. Ko, “Rapid, One‐Step, Digital Selective Growth of ZnO Nanowires on 3D Structures Using Laser Induced Hydrothermal Growth”, Adv. Funct. Mater. 23, 3316 (2013) [2] J. Yeo, S. Hong, G. Kim, H. Lee, Y. D. Suh, I. Park, C. P. “Laser-Induced Grigoropoulos, Hydrothermal Growth of Heterogeneous Metal-Oxide Nanowire on Flexible Substrate by Laser Absorption Layer Design”, ACS Nano 9, 6059 (2015). [3] R. Oulton, V. J. Sorger, T. Zentgraf, R. Ma, C. Gladden, L. Dai, G. Bartal, X. Zhang, “Plasmon lasers at deep subwavelength scale”, Nature 461, 629-632 (2009). [4] K. Ueno, S. Juodkazis, T. Shibuya, Y. Yokota, V. Mizeikis, K. Sasaki, H. Misawa, “Nanoparticle Plasmon-Assisted Two-Photon Polymerization Incoherent Excitation Source”, J. Am. Chem. Soc. 130, 6928-6929 (2008). [5] Y. Xie, S. Yang, Z. Mao, P. Li, C. Zhao, Z. Cohick, P.-H. Huang, and T. J. Huang, “In Situ Fabrication of 3D Ag@ZnO Nanostructures for Microfluidic Surface-Enhanced Raman Scattering Systems”, ACS Nano 8, 12175 (2014). [6] Y. Tanaka, S. Kaneda, K. Sasaki, “Nanostructured Potential of Optical Trapping Using a Plasmonic Nanoblock Pair”, Nano Lett. 13, 2146-2150 (2013). [7] C. Pin, S. Ishida, G. Takahashi, K. Sudo, T. Fukaminato, K. Sasaki, “Trapping and Deposition of Dye–Molecule Nanoparticles in the Nanogap of a Plasmonic Antenna”, ACS Omega 3, 4878-4883 (2018). [8] H. Fujiwara, K. Sudo, Y. Sunaba, C. Pin, S. Ishida, K. Sasaki, “Spin-Orbit Angular-Momentum Transfer from a Nanogap Surface Plasmon to a Trapped Nanodiamond”, Nano Lett. 21, 6268–6273 (2021). [9] A. Kinkhabwala, Z. Yu, S. Fan, Y. Avlasevich, K. Müllen, W. E. Moerner, “Large single-molecule fluorescence enhancements produced by a bowtie nanoantenna”, Nat. Photonics 3, 654-657 (2009). [10] H. Fujiwara, T. Suzuki, C. Pin, K. Sasaki, “Localized ZnO Growth on a Gold Nanoantenna by Plasmon-Assisted Hydrothermal Synthesis”, Nano Lett. 20, 389-394 (2020). [11] P. B. Johnson, R. W. Christy, “Optical Constants of the Noble Metals”, Phys. Rev. B 6, 4370-4379 (1972). [12] G. Baffou, C. Girard, R. Quidant, “Mapping Heat Origin in Plasmonic Structures”, Phys. Rev. Lett. 104, 136805 (2010). [13] H. Ma, P. Tian, J. Pello, P. M. Bendix, L. B. Oddershede, “Heat Generation by Irradiated Complex Composite Nanostructures”, Nano Lett. 14, 612-619 (2014). and S. H. Ko, Induced by - 69 -
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