Article 物性：個々の金属ナノ粒子の量子プラズモン共鳴 2012年3月22日 Nature 483, 7390 doi: 10.1038/nature10904 金属ナノ粒子のプラズモン共鳴は、ナノフォトニクス、生物学、センシング、分光学、太陽太陽光発電への応用に関してかなりの注目を集めている。粒子のプラズモニック特性は、直径10ナノメートルより大きい球体については十分な特性評価が行われたが、量子サイズ領域の粒子では、弱い光学散乱、金属–配位子相互作用、集団測定の不均一性のためにこれまで記述が困難であった。そのような難問があるため、多くの天然、および人工過程（特に触媒反応）における量子サイズ粒子のプラズモニック特性を探り、制御することはできていなかった。今回我々は、収差補正透過電子顕微鏡（TEM）による画像化と単色化走査TEM電子エネルギー損失分光法（EELS）を使って、配位子のない個々の銀ナノ粒子のプラズモン共鳴を調べた。この手法を用いれば、粒子の形状とプラズモン共鳴とを直接相関付けることができる。ナノ粒子の直径が20ナノメートルから2ナノメートル未満まで小さくなると、プラズモン共鳴は0.5電子ボルトだけ高エネルギー側にずれる。これは、古典的予測から大きく外れた値である。我々は、このずれが粒子の誘電率の変化によって起こるとする解析的量子力学モデルを考案した。今回の結果は、微小な金属ナノ球の量子プラズモニック特性をはっきり示しており、触媒活性ナノ粒子や生体関連ナノ粒子を理解・利用するために直接適用できる。 Full Text PDF 目次へ戻る
