金属ナノ粒子は特異な光物性をもつことから最近注目を集めている。Au微粒子分散ポリマーは、ほぼ球状でサイズの揃った微粒子膜を得ることができ、さらに他の方法より遙かに体積分率が大きい微粒子膜が得られる材料であり。真空蒸着膜等を用いたこれまでの研究から、異常光吸収が薄膜・微粒子のサイズ・形態に大きく依存していることが明らかになっている。しかし、蒸着膜では、金属の膜厚、金属微粒子の体積分率，形状，サイズという重要な要素が同時に変化してしまい、それぞれの要素がどの程度異常光吸収に関わっているのか詳細を解明することが困難であった。しかし、本研究で採用するAu微粒子分散ポリマーを用いることで、真空蒸着膜では不可能であった粒子サイズ・形状を保ったまま体積分率を変化させることが可能となる。あるいは、粒子形状・体積分率が一定で、粒子サイズのみを変化させることが可能となる。そこで本研究では、Au微粒子分散ポリマーを用いて作成した微粒子膜について赤外域および可視域における吸収スペクトルを測定し、赤外吸収増大現象および可視域における着色現象の機構解明を試みた。

　赤外吸収スペクトルから吸収強度を評価した結果、粒子サイズが小さくなるにつれ吸収強度が大きくなる、また、体積分率が大きくなるにつれ吸収が大きくなるという結果を得た。
　可視吸収スペクトルから、粒子サイズが大きくなるにつれ吸収ピークがレッドシフトしスペクトルがブロードになる、また、体積分率が大きくなるにつれ吸収ピークがレッドシフトしスペクトルがブロードになるという結果を得た。
　XAFS測定からAu微粒子は大きさに依らず４種類すべてバルクと同じ結晶構造を持つことが判明し、粒子サイズによる異常光吸収の変化が局所構造によるものではないことが初めて明らかになった。つまり、赤外域および可視域における異常光吸収を考慮する際にバルクの光学定数を用い、サイズ効果を考慮した数値計算と実験結果を比較できるものとなった。
　また、これまでは可視域で見られるスペクトルのレッドシフトとブロードニングが赤外吸収増大に必要なものと考えていた。しかし、赤外域では粒子サイズが小さくなるにつれ吸収が大きく増大したことから、これまでに考えられたメカニズムに大きな間違いがあったことを初めて明らかにした。