発表者
植本 光治 (吉田研)
指導教員
安食 博志
Title
The numerical study of optical properties of nano scale metallic structure.
Abstract

The metallic nano-scale structure has strong electromagnetic field confined on the surface of structure by surface plasmon when irradiated by incident light. This enhanced electric field is important to applications of nano-optics, For example, Single Molecule Spectroscopy (SMS) and Surface Enhanced Raman Scattering (SERS). [1] Besides, if there are more than two metallic particles, the enhancement is stronger than the single particle case by the effect of interaction. Especially the metallic dimmer was also attracted a lot of interests. Because of it has stronger electric field in gap than single metallic nano particle, and obtained thematically [2], [3] and experimentally [4]. In this study, we use finite element method (FEM) and research the nano-gap which composed by dimmer of nano rods. The result of our calculation shows that such structure has strongly enhanced localized electric fields in gap by excitation of surface plasmon. And it works as a kind of light resonator. We attained to determine the Quality factor (about 50~) and its dependence of size-parameter.

タイトル
「金属によるナノスケール構造の光学応答の数値解析」
概要

金属からなるナノスケール構造に光を照射すると、表面プラズモンが励起されることにより、表面付近に局在した強い電磁場が生じることが知られている。この局所的に強められた電磁場は、単一分子分光法(SMS)、表面増強ラマン散乱(SERS)などに応用がおこなわれている。[1] さらに複数のナノ粒子が相互作用することにより単体に比べはるかに強力 な電磁場が作り出される。 近年、さまざまな形状のナノ構造において、表面プラズモンにより増強された電磁場の数値解析が行われているが、特に2つのナノ粒子を接近させることにより作られたダイマー構造は多くの注目を集めている。このような構造ではギャップ間に単体の場合に比べはるかに強力な電磁場の局在がすることが理論計算および実験により確認されている。[2],[3],[4] 本研究では、有限要素法(FEM)により金のナノロッドからなるナノギャップ系の光学応答のシミュレーションを行った。この結果、表面プラズモンの光学励起により増強された局在電磁場の存在が確認された。さらに、ギャップ間に電磁場を閉じ込めることにより、このような系が光共振器として機能しているものと考えられ、この共振器がQ値として50前後の値を持つことを確認した。

Reference(s)