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ニアフィールドのマイクロスコピー

Research Project

Project/Area Number 09241101
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

大津 元一  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (70114858)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中村 收 (中村 収)  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90192674)
楠見 明弘  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50169992)
片岡 俊彦  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50029328)
腰原 伸也  東京工業大学, 理学部, 助教授 (10192056)
Project Period (FY) 1997 – 1999
Project Status Completed (Fiscal Year 1999)
Budget Amount *help
¥164,300,000 (Direct Cost: ¥164,300,000)
Fiscal Year 1999: ¥44,100,000 (Direct Cost: ¥44,100,000)
Fiscal Year 1998: ¥50,700,000 (Direct Cost: ¥50,700,000)
Fiscal Year 1997: ¥69,500,000 (Direct Cost: ¥69,500,000)
Keywords近接場 / プローブ / 相変化 / 共振 / 細胞 / 蛍光 / 二光子 / 顕微鏡 / ファイバ / 相転移 / 微小共振器 / 退色
Research Abstract

大津は前年度より継続している高効率プローブの開発に関し、ウエットプロセスにより先端位置の揃った(±10nm)ピラミッド状のシリコンプローブアレイ(尖り角80度)を作成した。このシリコンプローブ先端での近接場光強度分布を測定し、光発生効率8%を得た。シリコンプローブアレイを高密度かつ高速度光記録再生に利用するために、ウェットプロセスにより0.3m/sの線速度において完全追従となる近接場光記録用コンタクトスライダーを作成し、かつ後端の中央部パッド部に先端位置の揃ったピラミッド状のシリコンプローブアレイを作成した。このコンタクトスライダーを用いて相変化記録再生を行い、マーク長100nmにおいて再生のCNRとして10dBを得た。
片岡は走査型近接場光学顕微鏡(SNOM)の高感度化・高空間分解能化を目指し、微小な球状粒子内での進行波による光共振を利用する「微小共振球プローブ」の開発に成功した。同プローブを用いてテスト試料表面の走査を行ない、動作確認も行なった。プローブ突起の最適化による空間分解能の詳細な評価、共振球の物理を含む「微小共振球プローブ」の動作原理についての実験的・理論的な解析を進め、SNOM・光記録・極微細表面構造診断などへの応用・展開を図るための検討を加えた。
楠見は昨年までに組み立てた装置を、システム全体にわたって改善し、生きている培養細胞において、数nmの太さの細胞骨格や細胞膜内の数10nmのドメインを50nm程度の回折限界をこえる分解能で蛍光観察することに成功した。生きている細胞を、回折限界をこえる分解能で蛍光観察したのはこれが世界初である。
中村は前年度に開発した多焦点励起型2光子蛍光顕微鏡の共焦点化を行った。スズランの根の自家蛍光を観察する事により、共焦点化による空間分解能および像コントラストの向上が効果的に得られることを確認した。また、Ca2+指示薬(Fluo-4AM)を導入したラット心筋培養細胞および摘出心内のCa2+動態を、開発した顕微鏡を用いて、実時間で撮像することに成功した。

Report

(3 results)
  • 1999 Annual Research Report
  • 1998 Annual Research Report
  • 1997 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All Other

All Publications (21 results)

  • [Publications] T. Matsumoto, M. Ohtsu, K. Matsuda, T. Saiki, H. Saito and K. Nishi: "Low-temperature near-field nonlinear absorption spectroscopy of InGaAs single quantum dots"Appl. Phys. Lett.. 75・21. 3426-3248 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] V.V. Polonski, Y. Yamamoto, J.D. White, M. Kourogi and M. Ohtsu: "Vacuum Shear Force Microscopy Application to High Resolution Work"Appl. Phys. Lett.. 38・7B. L826-L829 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] K. Endo, K. Arima, T. Kataoka, Y. Oshikane, H. Inoue and Y. Mori: "Atomically resolved scanning tunneling microscopy of hydrogen-germinated Si(001) surfaces after HF cleaning"Appl. Phys. Lett.. 76・4. 463-465 (2000)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] M. Pasenkiewicz-Gierula, Y. Takaoka, H. Miyagawa, K. Kitamura and A. Kusumi: "Charge-pairing of headgroups in phosphatiylcholine membranes. A molecular dynamics simulation study"Biophys. J.. 76. 1228-1240 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] O. Nakamura, M. Kobayashi and S. Kawata: "Nondestructive inspection of phaseolus coccineus L. soya beans by use of near-infrared lasers"Appl. Opt.,. 38.12. 2724-2727 (1999)

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      1999 Annual Research Report
  • [Publications] 大津元一: "ナノ・ファトニクス"米田出版. 200 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] M.Ohtsu and H.Nori: "Near-Field Nano-Optics"Kluwer Academic/Plenum Publishers. 386 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Narita,T.Tadokoro,T.Ikeda,T.Saiki,S.Mononobe,M.Ohtsu: "Near-Field Raman Spectral Measurement of Polydiacetylene" Applied Spectroscopy. 52・9. 1141-1144 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] T.Yatsui,M.Kourogi,M.Ohtsu: "Increasing throughput of a near-field optical fiber probe over 1000 times by the use of a triple-tapered structure" Applied Physics Letters. 73・15. 2090-2092 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] K.Endo,K.Arima,T.Kataoka,Y.Oshikane,H.Inoue,and Y.Mori: "Atomic structures of hydrogen-terminated Si(001)surfaces after wet cleaning by scanning tunneling microscopy" Appl.Phy.Lett. 73・13. 1853-1855 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Sako,A.Nagafuchi,S.Tsukita,M.Takeichi,and A.Kusumi: "Cytoplasmicregulation of the movements of E-cadherin in the plasmamembrane as studied by optical tweezers and single particle tracking" J.Cell Biol. 140. 1227-1240 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] M.Takeuchi,H.Miyamoto,H.Komizu,Y.Sako,and A.Kusumi.: "Atomic forcemicroscopic observation of the membrane skeleton of human red blood cells.Methodology development for observation of the cytoskeleton" Biophys.J.74. 2171-2183 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] V.Daria,O.Nakamura,C.Saloma,and S.Kawata: "Enhanced depth penetration in imaging of turbid biological samples by two-photon fluorescence microscopy" Jpn.J.Appl.Phys.Vol.37Part2 No.8A. L959-L961 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] M.Ohtsu: "Near-Field Nano/Atom Optics and Technology" Springer-Verlab, 302 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] T.Yatsui, M.Kourogi, and M.Ohtsu: "Highly efficient excitation of optical near-field on an apertured fiber probe with an asymmetric structure" Appl. Phys. Lett.vol.71,, no.13. 1756-1758 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] K.Ebihara, S.Koshihara, M.Yoshomoto, T.Maeda, T.Ohnishi, H.Koinuma, and M.Fujiki: "Direct obeservation of Helical Polysilane Nanostructures by Atomic Force Microscopy" Jpn. J. Appl. Phys.Vol.36, no.9A. L1211-L1213 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] T.Kataoka, K.Endo, M.Ashida, H.Orita, Y.Oshikane, H.Inoue, and Y.Mori: "Growth of crystalline silicon on a cryogenic substrate by photochemical reaction in a condensed phase" Jpn. J. Appl. Phys.vol.36, no.12A. 7395-7398 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Sako, A.Sekihara, Y.Yanagisawa, M.Yamamoto, Y.Shimada, K.Ozaki, and A.Kusumi: "Comparison of two-photon excitation loaser scanning fluorescence microscopy with UV-confocal laser scanning fluorescence microscopy" J. Microscopy. vol.185. 9-20 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] T.Sugiura, T.Okada, Y.Inoue, O.Nakamura, and S.Kawata: "Gold-bead scanning near-field optical microscope with laser-force position control" Opt. Lett.vol.22. 1663-1665 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] 大津元一、 河田 聡: "近接場ナノフォトニクスハンドブック" オプトロニクス社, 270 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] S. Koshihara: "Relaxation of excited states and photoinduced structural phase transition" Springer Verlag, 200 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report

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Published: 1997-04-01   Modified: 2016-04-21  

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