2018 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．
H30年度はSi上の炭素薄膜（DLC）およびSi上に酸素膜（SiO2）を約50 nm製膜した試料表面において，各種金属を蒸着し，さらに，可視光による励起，紫外光による励起を測定，比較した．金属膜厚は，銀薄膜，可視励起による結果から，1 nm～10 nmの間にて行った．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った．金属種として，インジウム，アルミニウム，ガリウム，プラチナを蒸着した．特にプラチナ，紫外励起について，増強効果を観測することができた．課題として，ベースラインの増加が予想よりも大きく観測され，ピーク強度を評価するうえで課題がある．今後，より詳細なスペクトル解析を行い増強効果について議論する予定である．
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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，および，Si上の酸化膜（SiO2）において，銀，アルミニウム，インジウム，ガリウム，プラチナなど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，可視光励起と深紫外光励起において増強効果が異なることを明らかにした．
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| Strategy for Future Research Activity |
深紫外励起では，ピーク強度の増大とあわせて，ベースラインが大きくなることが観測された．表面増強ラマンスペクトルについてしばしば観測されることで，バルクの金属においても観測されることから，金属の電子正孔によるラマン散乱と予想される．増強効果を評価する上で，より詳細なスペクトル解析を行いたいと考えている．また，理論的なアプローチとして，有限差分時間領域などの電磁波解析計算シミュレーション法も行いたい．計算シミュレーションによって，増強電場の大きさ，偏光方向，それらによって期待されるラマンスペクトルを求め，実験的に得られた粒径・密度，共鳴周波数など用いた計算とラマンスペクトルを比較することによって解析法を確立を目指す．
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| Causes of Carryover |
実験装置の故障があり，購入予定の試料にかわりに装置の修理を優先した．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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Research Products
(14 results)
