コホモロジーを用いた局在型表面プラズモンとドレスト光子の機能モデル

摘要

近年、ナノテクノロジーに関連する科学技術の発達により、物質の構造をナノオーダーで制御可能となった。このような微細構造に光を照射すると、伝搬せず表面に局在する近接場光が存在することが知られるようになってきた。たとえば、誘電体にナノサイズの金属微粒子を分散させ、ある波長の光を入射すると、局在表面プラズモン(LSP)共鳴が起こり強い近接場光が生ずる現象がおこる。一方、15年ほど前から近接場光に関する新しい考え方として、ナノ構造にて励起子と光が結合したドレスト光子(DP)が提唱されている。DP の特徴は、不確定性原理が現れるスケールの範囲においてエネルギー保存則と運動量保存則が破られることによる。この時、分散関係をグラフに示すと線で表現できず、線上から外れてしまうので、DPにかかわる科学をオフシェル科学と呼ぶ。実験的にはDPの存在を強く支持する結果が報告されているが、現在のDP理論は未完成であり、LSPによって起こる現象との関係性も明らかでない。そこで本研究では、LSP をオフシェル科学としての視点で見直し、古典論では記述できない分野へLSPを応用する足がかりを構築することを目的とする。