プラズモニック金属ナノ粒子の探索-適材適所を考える一

摘要

粒子径が数?数十ナノメートルの貴金属ナノ粒子は，バルクとは異なる光学現象（局在型表面プラズモン共鳴：LSPR）を示す.特定波長の光を照射することにより，粒子内に豊富に存在する自由電子が集団的に振動をはじめ，大きな分極場を生じ，これに抗う形で反分極場が生じる.この反分極場と照射光との共鳴により，分子を遥かに凌ぐ効率で光が吸収されるのである（吸光係数にして10~9程度）.通常の金属の分光特性を支配するバンド間(内）電子遷移による光吸収とは機構が異なるゆえ，特性も大きく異なる.特に，金属ナノ粒子周辺の回折限界を超えるナノ空間では，入射光よりも著しく強められた強光電場が生じるという稀有な特徴がある.LSPR現象が "光閉じ込め現象”と呼ばれる所以である.この不可思議な光学現象の実験的理解，応用研究がここ最近で爆発的に進展した.ナノレベルの微小物質の評価技術が進歩したことに加え，この現象がさまざまな学術?産業分野に革新的ともいえる進化をもたらしうることが分かってきたからであろう.次項で詳細を述べるが，ラィフサィエンスから実用的なナノ医療，環境調和エネルギーの供給技術など，進歩が強く望まれる分野に貢献できるゆえ，基礎?応用の両面から"飽きることのない”研究対象なのである.