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2019 Fiscal Year Annual Research Report

video-rate super-resolution near-field optical microscopy

Research Project

Project/Area Number 18K14148
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

馬越 貴之  大阪大学, 工学研究科, 助教 (00793192)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Keywords近接場光学顕微鏡 / 近接場光学 / 高速原子間力顕微鏡 / プラズモニクス
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、高速動画観察可能な近接場光学顕微鏡を開発することを主たる目的とする。近接場光学顕微鏡の高い空間分解能で試料を動画観察できるようになれば、様々な試料の光学ダイナミクス観察が可能になる。
従来仕様では、カンチレバーの動きに合わせて、入射レーザーを走査することができていなかった。そこで、入射光をカンチレバーの動きに追従させるミラースキャナーを開発した。x方向とy方向に独立に操作できるピエゾ素子をミラーチルターに組み込み、自在に入射光の位置を制御できることを確認した。ラスター走査し、走査型の光学像を取得できることも確認している。
これだけでなく、カンチレバーの高速走査を担う高速原子間力顕微鏡の改良にも取り組んだ。従来仕様では、カンチレバーや試料ステージの走査範囲が狭いことなど、テクニカルな点ではあるが、実用上の不具合を抱えていた。これらを改良・解決し、操作性と安定性の高い高速原子間力顕微鏡へと仕上げることができた。
金属探針の作製も近接場光学顕微鏡において重要である。加えて、高速近接場光学顕微鏡では、高速原子間力顕微鏡で用いるマイクロカンチレバー上で、金属探針を作製する必要がある。本研究では、電子ビームデポジションとスパッタリングを組み合わせ、再現性高く金属ナノロッド構造を作製する技術を実現することに成功した。また、探針のリサイクル法も確立し、実用性を高めた。
これらの開発を重ね、これまでに蛍光染色したDNAを高い空間分解能で高速連続イメージングすることに成功している。

  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Anharmonic effects in single-walled carbon nanotubes analyzed through low-temperature Raman imaging2020

    • Author(s)
      Takayuki Umakoshi, Masaki Taniguchi, Prabhat Verma
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 124 Pages: 6922-6928

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.0c00416

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Probing inter-molecular interactions of dinaphthothienothiophene (DNTT) molecules in a transistor device using low-frequency Raman spectroscopy2020

    • Author(s)
      Bishwajeet Singh Bhardwaj, Rhea Thankam Sam, Takayuki Umakoshi, Naoko Namba, Takafumi Uemura, Tsuyoshi Sekitani, Prabhat Verma
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 13 Pages: 022010

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ab6e0d

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Orientation analysis of pentacene molecules in organic field-effect transistor devices using polarization-dependent Raman spectroscopy2019

    • Author(s)
      Bishwajeet Singh Bhardwaj, Takeshi Sugiyama, Naoko Namba, Takayuki Umakoshi, Takafumi Uemura, Tsuyoshi Sekitani, and Prabhat Verma
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Pages: 15149

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41598-019-51647-2

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Raman spectroscopic studies of Dinaphthothienothiophene (DNTT)2019

    • Author(s)
      Bishwajeet Singh Bhardwaj, Takeshi Sugiyama, Naoko Namba, Takayuki Umakoshi, Takafumi Uemura, Tsuyoshi Sekitani, Prabhat Verma
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 12 Pages: 615

    • DOI

      10.3390/ma12040615

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Plasmon nanofocusing for near-field optical imaging2019

    • Author(s)
      Takayuki Umakoshi and Prabhat Verma
    • Organizer
      Global Nanophotonics 2019
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] High-speed near-field optical imaging2019

    • Author(s)
      Takayuki Umakoshi, Shingo Fukuda, Takayuki Uchihashi, Prabhat Verma, and Toshio Ando
    • Organizer
      SPIE Optics + Photonics
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 近接場光学顕微鏡の先端技術―高感度化・高速化・広帯域化―2019

    • Author(s)
      馬越貴之
    • Organizer
      第4回JSAPフォトニクスワークショップ
    • Invited
  • [Presentation] 近接場分光イメージング:高感度化、高速化、広帯域化で拓く材料分析2019

    • Author(s)
      馬越貴之
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋期学術講演会
    • Invited
  • [Presentation] 高速走査型近接場光学顕微鏡の開発2019

    • Author(s)
      馬越貴之、福田真悟、内橋貴之、バルマ プラブハット、安藤敏夫
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋期学術講演会
    • Invited

URL: 

Published: 2021-01-27  

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