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研究概要

当チームでは、サブ波長スケールの極微細構造と光波との相互作用やそこから生み出される光学現象や光機能を研究し、さらにそれらを、フォトンを思いのままに創成・操作する技術として深化させます。そして、その新しい光科学技術を用いて、ナノメートルスケールの極微細の構造を有する立体構造物を自由に作りだす光加工技術や、分子を１つずつ検出・同定できる超高感度な光センシング技術などの実現へと展開します。図はその一例で、図(a)は、サブ波長サイズのアルミニウム構造からなる光吸収体でつくった理研のロゴの電子顕微鏡写真です。この構造は、光の波長と比較して遙かに薄い構造にもかかわらず、そのサイズや形で決まる特定の波長の光を選択的にほぼ完全に吸収します。この構造に白色光を照射して観察したのが図(b)で、高い精度で原図の色を再現できています。構造のサイズを変化させれば、可視光全体をカバーする様々な色を発色させることができます図(c)。

研究分野

工学、 総合領域、 総合理工

キーワード

メタマテリアル、プラズモニクス、ナノフォトニクス、近接場光学、応用光学

研究テーマ

1. ３次元メタマテリアルや完全吸収メタマテリアルなど、メタマテリアルの設計と加工技術の開発
2. メタマテリアルを用いた新規な赤外分光法の創成と高感度な分子の定性・定量分析法及び単一分子分析デバイスの開発
3. チューナブルメタマテリアルに向けた新規な材料開発
4. 可視～THz帯にわたる先端増強ナノ分光システムの開発
5. 機能性表面増幅グースヘンシェンシフトバイオセンサーの開発

主要論文

1. Chu, C. H., Chia, Y.-H., Hsu, H.-C, Vyas, S., Tsai C.-M., Yamaguchi, T., Tanaka, T., Chen, H.-W., Luo, Y. , Yang P.-C., and Tsai, D. P.: "Intelligent Phase Contrast Meta-Microscope System", Nano Letters 23, 24, 11630-11637 (2023).
2. Chen, M. K., Chu, C. H., Liu, X., Zhang, J., Sun, L., Yao, J., Fan, Y., Liang, Y., Yamaguchi, T., Tanaka, T., and Tsai, D. P.: "Meta-Lens in the Sky", IEEE Access 10, 46552-46557 (2022).
3. Tanaka, T., Yano T., and Kato, R.: "Nanostructure-enhanced infrared spectroscopy", Nanophotonics 11, 2541-2561 (2022).
4. Jung, W., Jung, Y., Pikhitsa, P., Feng, J., Yang, Y., Kim, M., Tsai, H., Tanaka, T., Shin, J., Kim, K., Choi, H., Rho, J., and Choi, M.: "Three-dimensional nanoprinting via charged aerosol jets", nature 592, 54 (2021).
5. Olaya, C. M., Hayazawa, N., Hermosa, N., and Tanaka, T.: "Angular Goos-H nchen shift sensor using gold film enhanced by surface plasmon resonance", J. Phys. Chem. A 125, 451-458 (2021).

主要メンバー