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近接場振動スペクトロスコピーの開発と光ナノ加工技術への応用

Research Project

Project/Area Number 12131208
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

井上 康志  大阪大学, 大学院・生命機能研究科, 助教授 (60294047)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) SEKKAT Zouheir (SEKKAT Zouhier)  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80314376)
Project Period (FY) 2000 – 2003
Project Status Completed (Fiscal Year 2003)
Budget Amount *help
¥23,700,000 (Direct Cost: ¥23,700,000)
Fiscal Year 2003: ¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000)
Fiscal Year 2002: ¥8,500,000 (Direct Cost: ¥8,500,000)
Fiscal Year 2001: ¥8,800,000 (Direct Cost: ¥8,800,000)
Keywords近接場振動分光 / 近接場光学 / ラマン分光 / 電場増強 / DNA / カーボンナノチューブ / 密度汎関数法 / ナノテクノロジー / 自由電子レーザー / 微小開口カンチレバー / 赤外分光法 / 光ナノ加工 / 分子センシング / 分子イメージング / ラマン分光法
Research Abstract

動脈硬化の原因となるオレイン酸コレステリルを分解・除去する方法として、赤外自由電子レーザー(FEL)を用いたレーザー治療法が提案されている。これにより分子構造変化が誘起される領域を特定することは臨床応用上重要であるが、ミクロ領域における分子構造変化を報告した例はない。そこで、試作した赤外近接場顕微分光装置を用いて、オレイン酸コレステリルを赤外自由電子レーザーによりオレイン酸とコレステロールに分解した領域の近接場観察を試みた。具体的には、赤外顕微鏡を用いて赤外自由電子レーザーのパルス光(λ=5.75μm、5μJ(試料面上))をオレイン酸コレステリルフィルム(膜厚2μm)に照射し、照射領域を差周波発生(DFG)による赤外パルス光(λ=5.75μm、0.1nJ(試料面上))と開口径2μmのカンチレバーを用いた近接場赤外顕微鏡で観察した。非照射領域はエステル結合による赤外光の吸収が観察される一方、照射領域は吸収量が少ないことを示し、この結果からFEL光照射領域内ではエステル結合が切断され、オレイン酸コレステリルが分解していることを回折限界以下の空間分解能で確認することができた。また非照射領域との吸収光量を比較することでFEL光照射領域の表面下1μmまで分子構造変化が起こっていることを確かめた。
また、チップ増強ラマン散乱分光に非線形光学効果を取り入れることで、近接場フォトンの閉じ込め効果を高め、空間分解能の向上を図った。具体的にはアンチストークスラマン散乱を金属チップ先端によりナノスケールで誘起した。DNAネットワーク構造を観察した結果、15nmの空間分解能を達成することができた。

Report

(4 results)
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • 2001 Annual Research Report
  • 2000 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All Other

All Publications (25 results)

  • [Publications] T.Masaki: "Near-field infrared imaging of molecular changes in cholesteryl oleate by free electron laser infrared ablation"J.Appl.Phys.. 95. 334-338 (2004)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Ichimura: "Local enhancement of coherent anti-Stokes Raman scattering by isolated gold particles"J.Raman Spectrosc.. 34. 651-654 (2003)

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  • [Publications] N.Hayazawa: "Detection of an individual single-wall carbon nanotube by tip-enhanced near-field Raman spectroscopy"Chem.Phys.Lett. 376. 174-180 (2003)

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  • [Publications] 井上康志: "入門 ナノテクノロジー:総論"ぶんせき. 349. 2-10 (2004)

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  • [Publications] 井上康志: "近接場ラマン分光を用いた分子イメージング"精密工学会誌. 69. 158-161 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] H.Watanabe: "Tip-enhanced near-field Raman analysis of tip-pressurized adenine molecule"Phys.Rev.B. (in press).

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 井上康志: "5.1近接場赤外顕微分光法、西岡利勝、寺前紀夫編著「顕微赤外分光法」"IPC. 271-292 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] N.Hayazawa: "Near-field Raman Scattering Enhanced by a Metallized Tip"J. Appl. Phys.. 92. 6983-6986 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] N.Hayazawa: "Near-field Raman imaging of organic molecules by an apertureless metallic probe scanning optical microscope"J. Chem. Phys.. 117. 1296-1301 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] A.Tarun: "Apertureless optical near field fabrication using atomic force microscope on photoresists"Appl. Phys. Lett.. 80. 3400-3402 (2002)

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  • [Publications] 井上康志: "金属プローブ先端での局所増強電場による近接場ラマン分光・イメージング"分光研究. 51. 276-285 (2002)

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  • [Publications] 井上康志: "近接場光学と微細加工への応用"光学. 31. 724-731 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 河田 聡: "近接場と非線形のナノフォトニクス"応用物理. 71. 653-663 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] S.Kawata: ""Near-field Vibrational Spectroscopy" in Handbook of Vibrational Spectroscopy Volume 2"John Wiley & Sons, Ltd.. 10 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] N.Hayazawa: "Near-field Raman Scattering Enhanced by a Metallized Tip"Chemical Physics Letters. 335・5. 369-374 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] K.Okamoto: "Atomic-beam propagation in a two-dimensional standing wave of light : a numerical analysis based on a particle-optics"Jpn.J.Appl.Phys.. 40・2A. 609-613 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] K.Okamoto: "Use of Bessel J_1 Laser Beam to Focus an Atomic Beam into a Nano-Scale Dot"Jpn.J.Appl.Phys.. 40・7A. 4544-4548 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] H.-B.Sun: "Laser-Diode-Tuned Sequentially Laser Atom Cooling and Trapping for Nanofabrications"Jpn.J.Appl.Phys.. 40・7. L711-L714 (2001)

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  • [Publications] Y.Inouye: "Near-field Optics and Surface Plasmon Polariton"S.Kawata. 210 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] N.Hayazawa: "Metallized tip amplification of near-field Raman scattering"Opt.Commun.. 183・1. 333-336 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] N.Hayazawa: "Near-field Raman Scattering Enhanced by a Metallized Tip"Chemical Physics Letters. 335・5. 369-374 (2001)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] K.Okamoto: "Atomic-beam propagation in a two-dimensional standing wave of light : a numerical analysis based on a particle-optics"Jpn.J.Appl.Phys.. 40・2. 609-613 (2001)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Inouye: "Infrared and Raman near-field Microspectroscopy"Fourier Transform Spectroscopy. 87-90 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Inouye: "Near-Field Optics : Principles and Applications"World Scientific. 273 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Inouye: "Near-field Optics and Surface Plasmon Polariton"Springer-Verlag(印刷中). (2001)

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      2000 Annual Research Report

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Published: 2001-04-01   Modified: 2018-03-28  

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