単一分子を光デバイス材料として利用するため、我々は、ナノメートルスケールの微小空間において光閉じ込めや光伝搬制御を可能にするフォトニック結晶に着目した。単一分子とフォトニック結晶をハイブリッド化することで、単一分子の光利用効率の飛躍的な向上や単一分子の光機能制御の実現が期待できる。本研究では、エアーブリッジ構造をもつ2次元フォトニック結晶スラブを作製するとともに、作製したフォトニック結晶が有する2次元フォトニックバンドギャップを用いることで、単一分子の大幅な発光抑制とそれに伴う大幅な蛍光寿命の長寿命化を観測することを目指して実験を行った。

In order to use single molecules as materials of photonic devices, we have focused on photonic crystals that allow us to control light propagation and light confinement in nanometer spaces. Through the hybridization of the photonic crystals and single molecules, we can expect the control of the optical function of the single molecules and a dramatic improvement of the light use efficiency of the single molecules. In this study, we fabricated two-dimensional photonic crystal slabs having air bridge structures and used the effect of the two-dimensional photonic band gap of the photonic crystals to observe drastic suppression of the fluorescence emission and drastic elongation of the fluorescence lifetime of the single molecules.