Achieving tip-enhanced sum-frequency generation spectroscopy and exploring the new frontiers of surface science

• Project/Area Number: 23K26548
• Project/Area Number (Other): 23H01855 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 29020:Thin film/surface and interfacial physical properties-related
• Research Institution: Institute for Molecular Science
• Principal Investigator: 櫻井 敦教 分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 助教 (90769770)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2026: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2025: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2024: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000); Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
• Keywords: 探針増強和周波発生分光 / 近接場光学顕微鏡 / 非線形分光 / 走査トンネル顕微鏡 / プラズモン

Outline of Research at the Start

振動和周波発生（Vibrational Sum Frequency Generation）分光法は、表面・界面の分子振動スペクトルを選択的に検出できる測定法である。しかし従来のVSFG分光法が観測できる対象は、光の焦点内に多数の分子が均一に存在する場合に限られていた。そのため分子が少数しか存在しない場合や、不均一な表面に分子が存在する場合、その振動スペクトルをVSFG分光で観測するのは困難であった。本研究では、走査トンネル顕微鏡の探針先端に生じる増強近接場を利用することで、少数分子の検出感度と、ナノメートルの空間分解能を両立する探針増強VSFG分光法を創出する。