シリコン/金複合プローブにおける光増強メカニズムを解明

―ナノスケール化学分析の実用化へ―

概要

電子工学専攻 伊藤 正尚 氏（博士課程3年）・小林 圭 准教授らは、有限要素法を用いて、複雑な構造の導波路プローブの三次元電磁界計算を行い、様々なラマン励起光の照射条件のもと、ラマン散乱光と背景光の強度を解析しました。その結果、励起光をTERSプローブの前面から照射したときに最も強い信号強度が得られることが分かりました。また、プローブ先端付近に定在波が生じることが分かりましたが、このことから、光増強のメカニズムは避雷針効果および局所表面プラズモン共鳴効果に基づくことが示唆されました。
本研究によって、プローブの前方から光照射することでTERSの励起光が強く増強され、高いラマン散乱光強度が得られることが分かり、そのメカニズムが明らかになりました。論文では、前方照射に適した新規TERSプローブも提案しており、前方からの光照射は既存の多くのAFM 装置との適合性が高いため、本研究の成果によってTERS計測の普及が加速され、材料化学の発展が後押しされることが期待できます。
本研究成果は、2025年8月20日に、アメリカ化学会（American Chemical Society）出版の「Nano Letters」誌に掲載されました。
研究詳細
シリコン/金複合プローブにおける光増強メカニズムを解明 ―ナノスケール化学分析の実用化へ―社会の脱炭素化に伴う貧困・格差への悪影響とそれに対する炭素税収の有効性が明らかに

研究者情報

伊藤 正尚ORCiD

小林 圭京都大学教育研究活動データベース

書誌情報

タイトル	Three-Dimensional Electromagnetic Calculations of Frontal Illumination TERS with a Thin-Film Plasmonic Waveguide Probe (プラズモン薄膜導波路プローブを用いた前方照射探針増強ラマン分光における三次元電磁界計算)
著者	伊藤 正尚、郎 朗、張 開鋒、小林 圭
掲載誌	Nano Letters
DOI	10.1021/acs.nanolett.5c03142
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電子工学専攻

2025年09月12日