IMCE

Institute for Materials Chemistry and Engineering, Kyushu University

九州大学
先導物質化学研究所

LAST UPDATE 2020/06/09

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    斉藤光 Hikaru SAITO
    准教授 Associate Professor
  • 所属
    Professional Affiliation

    九州大学先導物質化学研究所
    Institute for Materials Chemistry and Engineering, Kyushu University

    融合材料部門
    Department of Integrated Materials
  • 研究キーワード
    Research Keywords

    ナノフォトニクス
    電子顕微鏡
    電子線分光
    Nanophotonics
    Electron microscopy
    Electron beam spectroscopy
研究テーマ
Research Subject
電子線励起光学現象の研究と新たなナノ顕微分光法の開発
Study on nanophotonic phenomena excited by an electron beam and development of new nano-spectroscopy method

研究の背景 Background

電子顕微鏡は原子分解能で物質・材料を可視化する究極の解析ツールとして知られていますが、電子線と試料の相互作用の結果生じる電子線の非弾性散乱や試料からの発光を通じて励起状態を分光学的に解析することもできます。この電子線分光の最大の魅力は電子顕微鏡の高い空間分解能を活用できる点にありますが、近年次々と発見されている電子線励起特有の現象をさらに活用すれば、動的観察や電子線損傷を抑えたソフトマテリアルの観察の実現に繋がると期待されています。

Electron microscopes are known as the ultimate analytical tool for visualizing materials at an atomic resolution. Furthermore, the excited states can be spectroscopically analyzed by inelastic electron scattering resulting from interaction between the electron beam and samples or light emission from the samples. Recently variety phenomena unique to electron beam excitation have been discovered due to rapid advancement of electron microscopy and spectroscopy, which are expected to generate new microspectroscopies as well as ultrafast dynamic observation and damage-less observation.

研究の目標 Outcome

金属表面に励起される表面プラズモンを利用した物質の光吸収や発光の増強、新機能の付加を試みています。電子線分光により増強された光―物質相互作用の詳細をナノレベルで可視化することができるようになってきました。さらに、新規な電子線特有の物質との相互作用が見つかってきており、これを積極的に利用した新たな手法や電子顕微鏡周辺デバイスの開発を通して、励起と緩和過程のダイナミクスにまで踏み込んだ解析の実現を目指しています。

I am trying to enhance or manipulate light absorption and emission of materials using surface plasmons excited on the metal surface. It has become possible to visualize the details of light-matter interaction by electron beam spectroscopy at a nano scale. Furthermore, new electron beam-material interactions have been discovered. Through the development of electron microscope-related devices, I am aiming to establish new analysis method revealing dynamics of excitation and relaxation processes.

研究図Research Figure

Fig.1. Schematic drawing of momentum-resolved electron energy-loss spectroscopy.

Fig.2. Plasmonic waveguide mode visualized at a line defect introduced in a plasmonic crystal.

Fig.3. Nanoscopic and spectroscopic visualization of luminescence enhancement due to plasmonic nanoresonators.

文献 / Publications

Microscopy 63, 85 (2014). Opt. Express 23, 2524 (2015). J. Appl. Phys. 117, 133107 (2015). Nano Lett. 15, 6789 (2015). Nano Lett. 15, 5764 (2015).

Light : Sci. Appl. 5, e16146 (2016). ACS Photon. 4, 1361 (2017). ACS Photon. 5, 4476 (2018). ACS Photon. 6, 2618 (2019). Phys. Rev. B 100, 242502 (2019).

研究者HP