フォトン操作機能研究チーム
Innovative Photon Manipulation Research Team

チームリーダー

田中 拓男Takuo Tanaka

博士(工学)

写真:田中 拓男

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光量子工学研究センター
フォトン操作機能研究チーム

〒351-0198 埼玉県和光市広沢2番1号
研究交流棟5階

TEL: 048-467-9341
FAX: 048-467-9441

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. 可視光及びTHz波周波数における先端増強分光システム開発
研究イメージ

サブ波長アルミニウム構造によるメタマテリアル光吸収体を用いた「色」

主要論文

  1. 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).
  2. Luo, T., Chu, C., Vyas, S., Kuo, H., Chia, Y., Chen, M., Shi, X., Tanaka, T., Misawa, H., Huang, Y., and Tsai, D.: "Varifocal Metalens for Optical Sectioning Fluorescence Microscopy", Nano Letters 21, 5133-5142 (2021).
  3. 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).
  4. Balois, M. V., Hayazawa, N., Yasuda, S., Ikeda, K., Yang, B., Kazuma, E., Yakota, Y., Kim, Y., and Tanaka, T.: "Visualization of subnanometric local phonon modes in a plasmonic nanocavity via tip-enhanced Raman spectroscopy in ambient", NPJ 2D Mater. Appl. 3, 38 (2019).
  5. Le, H.-H.-T., Morita, A., Mawatari, K., Kitamori, T., and Tanaka, T.: "Metamaterials-Enhanced Infrared Spectroscopic Study of Nanoconfined Molecules by Plasmonics-Nanofluidics Hydrid Device", ACS Photonics 5, 3179-3188 (2018).

主要メンバー

田中 拓男Takuo Tanakaチームリーダー
早澤 紀彦Norihiko Hayazawa専任研究員
OGUCHI Maria Vanessa BaloisMaria Vanessa Balois Oguchi研究員
BALGOS Maria Herminia MarallagMaria Herminia Marallag Balgos特別研究員
OLAYA Cherrie May MogueisCherrie May Mogueis Olaya特別研究員
山口 剛史Takashi YamaguchiテクニカルスタッフI
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