大阪大学大学院工学研究科・准教授の藤田克昌氏，教授の河田聡氏，台湾大学・准教授のShi-Wei Chu氏らの研究グループは，金ナノ粒子に高い強度の光を照射すると，光の散乱効果が飽和することを発見した。さらにこの現象を，光学顕微鏡の解像力を高めることに応用した。
今回研究グループは，金属の表面の自由電子の集団振動（プラズモン）が光と強く相互作用することを利用し，金属表面の光散乱を飽和させることを考案。実際に高い強度の光を金ナノ粒子に照射すると，光散乱の効率が減少していき，完全に飽和する様子を確認した。この飽和減少はプラズモンを高効率に誘起する波長の光の照射で顕著に表れることから，高い強度の光の照射ではプラズモンの誘起の効率が低下し，それに共鳴して生じる光散乱の効果も低下することが，光散乱の飽和のメカニズムと考えられている。
b) 直径100nmの金ナノ粒子、およびバルク状の金の消光スペクトル。
さらに研究グループは，光散乱の飽和時において，照射光の強度と散乱光の強度とが非線形な関係となることを利用し，従来の光学顕微鏡の限界を大きく超える解像力を持つレーザ顕微鏡を開発した。光散乱の飽和は，照射光の強度の高い部位に特に顕著に表れるため，レンズでレーザ光を集光した焦点では，その焦点の中心の極めて狭い範囲のみで光の散乱が飽和する。この光散乱の飽和を検知しながら，レーザ焦点を試料表面上で走査すると，試料の構造を高い解像度で観察できるという。
スケールバー=1µm。従来のレーザー顕微鏡では2つの粒子を区別できないが、開発した手法では可能。
光学顕微鏡の空間分解能を向上する超解像技術は，これまで蛍光顕微鏡や近接場顕微鏡で実現されているが，今回金属に直接散乱された光を捉えることでも超解像観察が可能であることが示された。この技術は，様々な材料やデバイス表面，金ナノ粒子をプローブとして導入した生体試料の高速超解像観察，また，その特性，機能や性能評価に利用されることが期待されている。
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