(独)物質･材料研究機構は11月22日、nm(ナノメートル、1nmは10億分の1m)スケールの微細な世界を照らす「近接場光」と呼ばれる特殊な光の発光源「近接場光源」を、従来の点から平面に拡大することに成功したと発表した。点光源の金のナノ粒子を10兆個平面状に配列し、光源の大面積化を達成した。近接場光源を光センサーや太陽電池、光化学反応などに利用する道を開く成果という。
　近接場光は、光の波長(可視光の波長は、ほぼ400～800nm)よりも微細な物質に光を当てた際に、その表面に発生し、遠くへは伝播しない特殊な光。従来の光学顕微鏡は、光の回折限界により、光の波長の半分以下の物体は見分けられないが、近接場光を用いると光学分解能を超えた観察が可能なため、ナノの世界を見る顕微鏡などに使われている。近年は、半導体の微細加工をはじめ光センサーや光化学反応など広範な分野への応用が検討されており、それに伴って光源の大面積化が求められていた。
　物材研の研究チームは、ナノ粒子が自動的にきれいに配列する自己組織化という現象を利用し、これに電気泳動法と溶媒蒸発法とを組み合わせて大面積の光源を得ることに成功した。金ナノ粒子にアルカンチオールという有機分子を付けて表面修飾し、これを溶媒に溶かして電気泳動法で導電性基板に誘導。続いて溶媒蒸発により固液界面で金ナノ粒子に自己組織化を起こさせ、基板表面全体に緻密な金ナノ粒子の配列を形成した。
　顕微鏡で観察したところ、全ての粒子が基板全体に理想的に並んでいるわけではないが、数十個からそれ以上の粒子が一塊(ひとかたまり)となり、それぞれが結晶を形作っているかのように、同じ距離と構造の平面配列になっていることを確認した。作成された光源は、直径10nmの金ナノ粒子10兆個から成り、これが1cm²の基板上に配列している。
　近接場光源の波長は、金ナノ粒子のサイズと隣接粒子との距離に依存するので、今回の技術で、可視光領域から遠赤外領域までの近接場光源を作れるという。また、作成できる面積は、溶液を入れる容器の大きさでほぼ決まるので、原理的には1m²程度の大面積近接場光源も実現可能としている。
　今回の成果は、近接場光源の大面積化を初めて実証したもので、実用デバイスへの応用のブレークスルーになることが期待できるという。

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