2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of transmission electron microscopy to visualize optical field
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19K22136
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| Research Institution | Japan Fine Ceramics Center |
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Principal Investigator |
山本 和生 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 主席研究員 (80466292)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
穴田 智史 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 上級研究員 (40772380)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2023-03-31
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| Keywords | 電子線ホログラフィー / レーザー / エバネッセント光 / 光定在波 / 電場 / 干渉 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
２０２０年度は，ZnOナノワイヤーに光照射をしながら電子線ホログラフィー計測を行い，光照射前後で電位の変化を捉えることができた．しかし，照射した光はキセノンランプであり，様々な波長を含む．それゆえ電位変化の解釈が困難であった．そこで，２０２１年度は，試料にレーザーを照射するための透過型電子顕微鏡用試料ホルダーの開発に着手した．波長４０５nmのレーザーモジュール，光ファイバー，光入射システムなどを導入し，レーザーを光ファイバーに入射するための準備を行った．また，レーザー導入用の透過型電子顕微鏡用試料ホルダーの設計を行った．ZnOナノワイヤーに，単にレーザーを照射するだけでなく，ナノワイヤー中にレーザーの定在波を形成させるための設計を行った．試料ホルダーの先端に，超小型の反射ミラーを４枚，ハーフミラーを１枚セット可能な治具を作製した．ミラー板は，3.0 mm x 1.5 mmであり，ダイヤモンドカッターを用いて切断することができた．干渉させるためにはミラー板の傾斜や位置を制御する必要があり，ミラー板に直径1 mmの金属球を固定するデザインにした．これにより，ナノワイヤー中に２波干渉あるいは４波干渉させることができる．ナノワイヤー表面のエバネッセント光や，ナノワイヤー内部で光干渉した時の電場分布を観察できるような設計を行った．実際の試料ホルダーの製作に時間がかかることがわかったため，本研究期間を２０２２年度末まで延長した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
半導体不足や新型コロナの影響により，レーザーを透過型電子顕微鏡に組み込むための試料ホルダーの部材やレーザーモジュール，レーザーの制御装置の導入に時間がかかったため，本研究期間を２０２２年度末まで延長した．
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| Strategy for Future Research Activity |
レーザー導入透過型電子顕微鏡用試料ホルダーの製作を完了し，ナノワイヤーにレーザーを照射したときの電子線ホログラフィーデータを取得する予定である．また，レーザーの２波干渉縞または４波干渉パターンを試料ホルダー先端に形成し，ナノワイヤー表面のエバネッセント光やナノワイヤー内部に閉じ込めた定在波の観察を試みる予定である．また，レーザーを用いて，ZnOナノワイヤー内部の光照射前後の電位変化の観察も行い，物理的な解釈を行う．
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| Causes of Carryover |
半導体不足や新型コロナの影響により，レーザーを透過型電子顕微鏡に組み込むための試料ホルダーの部材やレーザーを固定する治具の製作に時間がかかったため，それに関する予算を２０２２年度に繰り越した．２０２２年度前半までに試料ホルダーを完成させるため，本研究の予算を２０２２年度中に執行する予定である．
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Research Products
(5 results)
