Investigation of ultra-high resolution photoinduced force microscopy that can measure chirality of materials and monatomic observation conditions
| Project/Area Number |
22K18946
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 28:Nano/micro science and related fields
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
菅原 康弘 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (40206404)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
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| Keywords | 光誘起力顕微鏡光 / 光誘起力顕微鏡 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、物質表面の構造とキラリティーを原子分解能で観察可能な次世代の近接場キラル光学顕微鏡を開発すると共に、その原子分解能観察の条件を解明することにある。原子レベルでの物質と光との相互作用に関する科学は、学術的研究課題の宝庫である。本研究の成功により、従来の常識を覆す新しい物理現象や機能を発見できる。また、得られる知見は、光学材料開発での課題や化学センシングでの課題、キラリティーを選択できる化学合成での課題を解決し、さらにこれらの性能を向上させるための指針を与えてくれる。従って、本研究は、将来の環境・エネルギー・材料分野の発展を支える研究として必要不可欠である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
キラリティーは、分子や結晶の構造が、その鏡像と重ね合わすことのできない性質であり、生化学的な過程に影響を与えるほか、創薬において極めて重要な役割を果たすことが広く知られている。これまで、物質近傍に局在する光（近接場光）を検出し、回折限界を超える近接場キラル光学顕微鏡を実現しようとする試みが行われてきた。しかし、先鋭化した光ファイバや金属探針を用いて近接場光を伝搬光に変換する方式では、原子分解能(0.2nm以下)での観察は困難であった。
本研究の目的は、物質表面の構造とキラリティーを原子分解能で観察可能な次世代の近接場キラル光学顕微鏡を開発すると共に、その原子分解能観察の条件を解明することにある。そこで、以下の課題について検討した。
１）キラリティーを測定するための試料準備 キラリティーを高感度に測定するため、探針による増強電場を用いる。試料として、銀(Ag)表面上の銅フタロシアニン分子を取り上げた。
２）キラリティーの最適観察条件の実験的検討 キラリティーによる力を最も高感度に測定できる条件を実験的に検討した。キラリティーによる力は、カンチレバーの周波数シフトに現れる変調成分の探針・試料間距離依存性を数値積分することにより導出した。
３）近接場キラル光学顕微鏡の原子分解能観察の実証 銅フタロシアニン分子のキラリティーの分布を原子スケールで超高感度・超高分解能に観察できることを実証した。
研究期間全体を通じて実施した研究成果としては、右回り円偏光と左回り円偏光の光照射に対して、銅フタロシアニン分子の光誘起力像のパターンに違いを見出すことができた。
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Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
