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2007 Fiscal Year Annual Research Report

波数分解能を高めた近接場ラマン分光

Research Project

Project/Area Number 19710080
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

齊藤 結花  Osaka University, 大学院・工学系研究科, 特任講師 (90373307)

Keywordsラマン分光 / 近接場分光 / 走査プローブ顕微鏡 / ナノフォトニクス / 波数 / 偏光
Research Abstract

近接場光学顕微鏡は、金属ナノ構造と光の相互作用を利用することで、光学顕微鏡の空間分解能を飛躍的に向上させると同時に高い感度でラマン分光を行うことを可能にした。空間分解能の改善に力が注がれてきた近接場光学顕微鏡だが、ナノスケールの領域での多彩な情報を取得するための、他の分解能(波数、偏光)については未開拓であった。本研究では、近接場顕微鏡(近接場ラマン顕微鏡)の提供する高い空間分解能に加えて、波数、偏光についても改善を加え、より詳細な化学的情報を試料から引き出すことを目的としている。
本年度は、従来型の近接場ラマン顕微鏡を改良し、不透明基盤上の試料を高い波数分解能測定できるシステムを開発した。試料として半導体材料として注目を集めている歪みシリコン表面をナノスケールで評価した。試料の局所歪みは、正常な格子振動のラマンピーク位置からのわずかなシフトを観測するので、高い波数分解能を必要とする。高感度測定を行うことができるという本手法の利点を生かして、分散能の高い分光器を接続し、短い時間内にナノスケールの空間分解能でシリコン表面の歪み分布を測定することに成功した。本手法はデバイスの小型化に伴い、近い将来、半導体表面評価手法の主流になると予想される。
光の偏光は、分子の配向状態や対象性に関する情報を含み、ラマン分光においてもう一つ大事な要素である。従来の顕微鏡では、試料を回転させずにxyzの3軸方向の偏光測定を行うことができなかった。本研究では、光を高い閉口数を持つ対物レンズで絞り込むという近接場ラマン顕微鏡の性質と特殊波長板を組み合わせることで、試料を回転させずにxyz3軸方向の偏光測定行うことに成功した。さらに集光効率の見積もりを行い、ナノスケールでの偏光測定の基礎を構築した。今後装置の改良を重ねて、半導体、ポリマー材料のナノスケール測定を行う予定である。

  • Research Products

    (5 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Stress Imagining of Semiconductor Surface by Tip-Enhanced Raman Spectroscopy2008

    • Author(s)
      Y.Saito, M.Motohashi, N.Hayazawa, S.Kawata
    • Journal Title

      Journal of Microscopy 229

      Pages: 217-222

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Active Control of the Oχidization of a Silicon Cantilever for the Characterization ofSilicon・based Semiconductors2008

    • Author(s)
      Atsushi Ono, K.Masui, Y.Saito, T.Sakata, A.Taguchi, M.Motohashi, T.Ichmiura, H.Ishitobi, A.Tarun, N.Hayazawa, P.Verma, Y.Inouye, S.Kawata
    • Journal Title

      Chemistry letters 37

      Pages: 122-123

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Z-polarization sensitive detection in micro Raman spectroscopy by radially polarizedincident light

    • Author(s)
      Y.Saito, M.Kobayashi, D.Hiraga, S.Kawano, K.Fujita, Nl.Smith, Y.Inouye, S.Kawata
    • Journal Title

      Journal of Raman spectroscopy in press

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Tip-enhanced near-field Raman spectroscopy applied to nano-composite materials2007

    • Author(s)
      Saito Y, Yanagi K, Kataura K, Hayazawa N, Kawata S
    • Organizer
      SPIE Optics + Photonics
    • Place of Presentation
      San Diego, USA
    • Year and Date
      2007-08-28
  • [Patent(Industrial Property Rights)] PROBE FOR NEAR-FIELD MICROSCOPE, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND SCANNING PROBE MICROSCOPE USING THE PROBE.2007

    • Inventor(s)
      Yuiia Saito. TakashiMurakami,
    • Industrial Property Rights Holder
      RIKEN, SIINanotechnology
    • Industrial Property Number
      特許番号 US7241987
    • Filing Date
      2007-07-01
    • Overseas

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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