2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new microscopy enabling the high-resolution observation of hydrogen on metal surfaces
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19K23640
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| Research Institution | Institute for Molecular Science |
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Principal Investigator |
櫻井 敦教 分子科学研究所, 物質分子科学研究領域, 助教 (90769770)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 顕微分光 / 近接場光 / 表面水素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
表面反応メカニズムの詳細を理解するには、物質表面に吸着した分子の局所構造を直接観測できることが理想的であるが、従来の遠視野による観測では、空間分解能が光の波長程度に制限されてしまう。そこで本研究では、金属表面に吸着した水素分子をモデル系として、近接場光を利用した高感度かつ高空間分解能な新規顕微分光法の開発を目的として研究を行った。
昨年度は極低温超高真空チャンバーの立ち上げと、そこへ入射させるレーザー光学系の構築を行ったが、本年は入射光を超短パルスレーザーに置き換え、サンプル表面で生じる非線形光学信号の検出を試みた。遠視野での測定はすでに実現しているが、近接場光に由来する信号の測定はまだ行えていない。そこで信号強度がより強い異なる表面サンプルの検討と準備を行い、近接場光に由来する信号測定の実現の見通しが立った。また極低温超高真空チャンバー内で、金属表面のスパッタリングと高温アニーリングを行うことで、清浄な金属表面の準備を行い、金属表面のSTM像を原子分解能レベルで取得することにも成功した。
本研究から得られた技術と経験の積み重ねは、今後の研究にも引き継がれており、金属表面の水素に由来する近接場非線形光学信号と、その信号強度のマッピングによる顕微計測は実現間近の状況にある。
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