コア・シェル型ナノ粒子の異常可視光吸収

　Au、Agなどの自由電子金属膜は、その膜厚が非常に薄い場合、微粒子として存在する。可視域ではバルクでは見られない異常吸収バンドが存在するため着色が起こり、赤外域では吸収増大が起こる。これらの現象のことを異常光吸収と呼び、現在異常光吸収は、膜や微粒子のサイズ・形態に大きく依存していることがわかっている。金属微粒子の異常光吸収のさらなるメカニズムを知るため、可視域における金属微粒子の吸収特性をcore金属およびshell金属それぞれの金属ナノ粒子全体に対する影響を「金core/銀shell」、1原子層未満のshellをもつ「銀core/金shell」、「誘電体core/金shell」のコア・シェル型ナノ粒子を用いて調査した。基板に、可視光域で透明なフッ化バリウムを使用した。また近年金属微粒子で、薄い表面層とそれ以外の内部の2つの領域に大きく分け、なおかつ、表面以外の影響をひとまとまりに考えてしまうシェルモデルが提案されている。このモデルとも実験結果を比較しながら調査を進めた。　

　その結果金core/銀shell微粒子では可視吸収特性が金銀微粒子に依存した強度をもつ金、銀両プラズモン共鳴バンドの効果を重ね合わせたものであった。、1原子層未満のshellを有する銀core/金shell微粒子では金shellは影響を示さず、純銀微粒子と同等の特性を示した。誘電体core/金shell微粒子ではcore部に誘電体をもつことにより生じた自由密度低下のため吸収強度のダンピングを示した。　　　　

　この実験結果より本研究ではシェルモデルのように、金属ナノ粒子の表面で可視光吸収の特性が決定するということではなく、core部も含めてナノ粒子全体を考える必要があるということがわかった。そのためさらなる微粒子系の研究によって、異常光吸収を記述するためさらに細かく微粒子内部の構造を反映したモデルが提案されることが望まれる．