| Project/Area Number |
19H02154
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21030:Measurement engineering-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高谷 裕浩 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70243178)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2019: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
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| Keywords | 光スピンホール効果 / 表面粗さ / 薄膜計測 / エリプソメトリ / 偏光計測 / 弱値増大効果 / 表面粗さ計測 / 膜厚計測 / 微細構造計測 / 光周波数コム / 弱値測定 / 弱測定 / 超薄膜計測 / 光弾性計測 / 残留応力測定 / スピンホール効果 / 表面形状計測 / 量子光学効果 |
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| Outline of Research at the Start |
超薄膜や微細周期構造，特定分子を均一分散させるような高機能製品では， 非接触で10nm 以下のオーダでの形状や性能の評価が求められている．このような背景において，光を測定物に照射し，反射前後での光の偏光状態を測定する手法が有効とされているが系統誤差を排除することができていない．そこで，本研究では，近年，物理学分野で報告が相次いでいる量子光学効果である光スピンホール効果にいち早く着目し工学的に応用することで，簡便な手法にもかかわらずサブ ナノオーダの高精度な形状計測法を確立するものである．
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| Outline of Final Research Achievements |
The spin Hall effect of light (SHEL) associated with spin-orbit interactions, describes a transport phenomenon with optical spin-dependent splitting, while the splitting shift is corresponded to the polarization state of light. Since the core of ellipsometry is calculating surface qualities according to polarization state of optical probe, we proposed a new ellipsometry based on SHEL shift. According to weak measurement and ellipsometry theory, we can realize the evaluation of surface roughness variation by the measurement of SHEL shift. The special texture detected obtained by 2D distribution figures seem to provide a possibility for roll-off areas and polishing marks detection.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
量子光学的な効果として注目されているスピンホール効果を産業応用を可能としたことは意義深い．また，偏光計測に関しても，従来は，測定精度はある程度得られていたが長期的な安定性が欠けるため２次元的なデータを取得するのが困難であった．それに対して，従来よりも高感度かつ安定的にデータを得ることができるようになったため，２次元データを取得できるだけでなく，水分子の層なども検出できるようになった．社会的には，より高精度な検査手法として導入が可能になる点で意義がある．
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