ナノフォトニクス：調整可能な自己集合カシミール微小共振器とポラリトン

秩序構造の自発的形成、すなわち自己集合は、自然界の至る所で見られ、原子系や分子系からマイクロメートルスケールの物体や生物まで、さまざまな長さスケールで観察されている。分子系や生物系における自己秩序化には通常、短距離の疎水性相互作用やファンデルワールス相互作用が関与している。今回我々は、水溶液中の帯電金属ナノフレーク間に生じるカシミール引力と静電反発力の協同作用に基づく、マイクロメートルスケールの自己集合手法を提示する。この系は、可視域に基本モードがあり（約100～200 nmという長い分離距離）、調整可能な平衡配置を有する自己集合ファブリー–ペロー微小光共振器を形成する。さらに、微小共振器領域に励起子材料を配置することで、光と物質のハイブリッド状態（ポラリトン）の実現が可能になり、そうした状態の、結合強度や固有状態の構成などの特性は、溶液中の配位子分子の濃度と光圧によってリアルタイムで制御できた。こうしたカシミール微小共振器は、オプトメカニクス、ナノ機械、共振器誘起ポラリトニック化学など、さまざまな用途向けの高感度かつ調整可能なプラットフォームとして、将来利用できる可能性がある。

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