４．実験結果ラズモンモードの両方のスペクトル特性にも依存する．我々の実験では，入射光の波長は固定（■■■■■■）であったが，ナノバーの長さを変えることによって，ナノ構造のスペクトル特性を調整することができる．図７■■■■■の左円偏光集光ガウスビームを照射した■つの金ナノバー構造の各ナノバー中心部（黒■■：上部ナノバー，赤＋＋：左側ナノバー，青✕：右側ナノバー）の温度を数値的に推定した．図８■■■■■の左円偏光集光ガウスビームを照射した■つの金ナノバー構造の温度分布．ナノバー構造の長さ：ff■■■■■■■■，ff■■ ■■■■■．集光したガウスビーム（■■■■■■）をナノ構造体に照射するときの各ナノバー中心部の温度上昇を数値的に見積もった．照射レーザーパワーは■■■■■とした．図７に示すように，上部のナノバーと下部のナノバーの間だけでなく，下部の左側と右側のナノバーの間でも大きな温度差が予想される（■■■■■から ■■■■の区間で ■℃以上）．特に，ナノバーの長さが■■■■■以上と■■■■■以下では，上部のナノバーと下部のナノバーの間の温度差の符号反転が予想される．図８に，ナノバーの長さが■■■■■と ■■■■の場合の熱分布を示す．同じ形状のナノ構造体を作製し，実験も行った．図９の■■■画像は，同じ入射光条件で■■ を合成した後のナノ構造を示している．予想通り，長さ■■■■■のナノバー構造では上部と左側のナノバー表面間で非対称かつ局所的な■■ 成長が達成された一方（図９ff■■），長さ ■■■■のナノバー構造では下部のナノバー表面間でわずかに非対称な成長が達成された．図９■■■■■の左円偏光集光ガウスビームを用いたプラズモン支援水熱合成により成長した，非対称でサイト選択的な■■ ナノシェル構造．金ナノバー構造の長さ：（■）■■■■■，（■） ■■■■．白線： ■■■■．本研究では，最近実証されたレーザー誘起水熱合成法を応用して，基板上に■■ マイクロ・ナノ構造を直接成長した．前駆体溶液にガラス基板表面に作製したアルミナコート金薄膜およびプラズモンナノ構造体を浸漬し，サンプルの表面に■■■■■■の■■レーザービームを集光した．厚さ■■■のアルミナ層でコーティングした厚さ■■■■の金薄膜を局所的に加熱することで，■■ マイクロ構造を作製した．アルミナ層は，合成された■■ 構造の接着を促進するために必要であった．■■■■から ■■■のレーザーパワーを用いて，直径■µ■の円形状の■■ 構造を合成した．■■ 合成反応の温度閾値が高いにもかかわらず，結晶化した■■ 構造の合成を可能にするのに十分な局所的な温度上昇があったことを示している．■■ のレーザー誘起水熱合成は，合成された材料の光吸収による自己触媒プロセスであることが証明された．マイクロバブルの形成は，合成反応の急激な停止をもたらし，大幅な温度上昇により■■ ナノワイヤの結晶化が改善されることがわかった．続いて，プラズモンナノ構造表面における■■ のレーザー誘起水熱合成について調べた．同様のプロセスで，■■ ナノシェル構造を金ナノディスクおよびナノバー上に成長させることに成功した．局在表面プラズモン共鳴の励起により，金ナノ構造の光熱加熱が強化され，プラズモン支援水熱合成による効率的な■■ 合成が可能になることがわかった．さらに，サイズと配向の異なるナノバーからなるプラズモンナノ構造体の局在表面プラズモン共鳴励起を制御することにより，サイト選択的な■■ 合成が達成された．特に，円偏光レーザー光を対称金ナノバー構造に照射したときに生じるスピン軌道相互作用現象を利用することで，非対称ハイブリッドナノ構造の作製に成功した．本研究で実証されたレーザー誘起水熱合成とプラズモン支援水熱合成技術により，斬新なデザインと機能を持つ，高度に調整可能なハイブリッド・マイクロ・ナノ光学デバイスの作製が可能になると確信している．− 432 −
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