プラズモニクスの基礎と応用展開

金属表面の自由電子の集団振動である表面プラズモンが、外部の光と相互作用することによって、ユニークな光物性・光機能性が出現する。これを制御・利用する技術がプラズモニクスであり、近年のナノテクノロジーの発展に伴って様々な光計測・光技術・デバイスへの応用が期待され、注目を集めている。 　本セミナーでは、その基本的な原理をシミュレーション動画を交えてわかりやすく解説した後、高感度センサ、イメージング、発光素子、太陽電池、レーザーなど、様々な話題の応用事例について詳しく解説する。プラズモニクスは各種デバイスの超小型化・高感度化・高速化・高集積化を可能にし、超スマート社会の実現を支える基盤技術の一つになると期待される。その現状と更なる可能性、未来展望についても述べる。

1. フォトニクスの基礎と発展
   1. 光技術・光デバイスの現状と問題
   2. 幾何光学と波動光学 (電磁光学)
   3. 光をどこまで絞れるか – 回折限界 -
   4. 光の回折限界を超える近接場光学
   5. フォトニック結晶とナノフォトニクス
2. プラズモニクスの基礎
   1. バルクプラズモンと表面プラズモン
   2. 伝搬型表面プラズモンポラリトン (SPP)
   3. 局在型表面プラズモン (LSP)
   4. 新しい光学応用 – プラズモニクス -
   5. プラズモニクスがもたらす新規光ナノテクノロジー
3. 高感度センサ、高解像度イメージングへの応用
   1. 表面プラズモン共鳴 (SPR) 分光
   2. 表面増強ラマン分光 (SERS)
   3. 超高解像イメージング
   4. バイオセンシング、バイオイメージング
   5. 非線形プラズモニクス
4. 高効率発光素子への応用
   1. 青色LED材料のさらなる高効率化
   2. 高効率発光のメカニズム
   3. 発光増強の温度依存性と内部量子効率
   4. 電流注入によるプラズモニックLED
   5. 量子ドット、ナノシリコン等、各種ナノ材料への応用
   6. 表面プラズモン共鳴波長のチューニング
5. プラズモニクスの各種デバイス応用と展望
   1. プラズモニック太陽電池
   2. プラズモン誘起電荷分離
   3. プラズモン・レーザ
   4. グラフェンなど非金属のプラズモニクス
6. プラズモニック・メタマテリアルの新展開
   1. プラズモニック・メタマテリアル
   2. 金属ナノシートによる完全吸収体
   3. モード結合:ラビ分裂、ファノ共鳴、電磁誘起透明化
   4. 鏡像結合プラズモニクス
   5. ランダムナノ構造によるチューナブル・プラズモニクス
7. プラズモニクスの新たな可能性と展望
   1. 光技術の高速限界、空間限界、波長限界を超える可能性
   2. 深紫外～近赤外域でのチューナブル・プラズモニクス
   3. 量子プラズモニクス、量子デバイス応用の可能性
   4. 将来展望:超スマートフォトニクスに向けて