2017 Fiscal Year Research-status Report
深紫外励起の島状金属薄膜表面増強ラマン散乱による加工変質層の構造評価
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17K06040
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
山口 誠 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (90329863)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ラマン散乱 / 紫外ラマン散乱 / 表面増強ラマン散乱 / 加工変質層 / 分光分析 / 材料評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
加工によって生じる残留応力，結晶性変化などの表面加工変質の評価が精密加工を行う際には重要な課題となっている．ラマン散乱分光法で表面層の評価を行い際，試料内部からの散乱光を小さくすること，および試料表面近傍の励起光を増強しすること，の2点が重要となる．深紫外光励起による励起光の試料内部へ抑制と島状金属薄膜による表面増強ラマン散乱による表面からの散乱光の増強を組み合わせた，深紫外光励起による島状金属薄膜による表面増強ラマン散乱による加工変質層の評価法の確立を目的とする．
H29年度はSi上に炭素膜（DLC）を100 nm製膜した試料表面において，銀を蒸着することにより表面増強効果が発現することを確認した．銀膜厚を1nm～12nmと変化させて増強効果を評価したところ，銀膜厚が5nm付近で増強効果が最大となることを明らかにした．真空蒸着を行う際に，膜厚が小さいときには島状成長することが良く知られており，その島状結晶の形状観察のため電子顕微鏡観察を行い，画像解析から銀粒子の直径，粒子間距離を計測した．直径，粒子間距離と表面増強効果との関連を調べたところ，粒子間距離が最小となる条件で表面増強効果が強く発現することが示唆された．また，増強効果が大きい場合において，測定箇所によって増強効果に大きなばらつきが観測された．これについても，電子顕微鏡観察像からの粒子分布との相関を求めたところ，表面増強効果のばらつきは，形成される銀粒子のばらつきに起因するとの知見を得ることができた．
また，金属種として，インジウム，アルミニウムについても蒸着し，増強効果について測定を行った．これまでのところ，蒸着によってラマンスペクトルの変化を観測することができた．今後，スペクトル解析を進めつ予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Si上に炭素膜（DLC）試料表面において，銀を蒸着することにより表面増強効果が発現すること，また，銀膜厚を1nm～12nmと変化させて，銀膜厚が5nm付近で増強効果が最大となることを明らかにした．
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| Strategy for Future Research Activity |
紫外光を含め励起波長による表面増強効果について知見をえるため，金属種とその膜厚や製膜条件などについて検討を進めていく．
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| Causes of Carryover |
当初購入真空蒸着装置を購入予定であったが，試料購入を優先し，学内既存設備を用いて行った．今年度得られた結果とあわせて翌年度選定を進める予定である．
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