2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of near-field sum frequency generation spectroscopy besed on MHz pulse laser system
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20K15236
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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) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 和周波発生 / 近接場光 / 探針増強 / STM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
表面反応のメカニズムを理解するには、吸着分子種の局所的な構造情報を正確に理解す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、分子種個々の吸着構造を知ることは不可能だった。そこで本研究では、表面選択的な振動分光法である和周波発生分光と近接場効果を利用して、物質表面の吸着分子の情報を高感度かつ高分解能で検出できる分光手法の開発を目指している。
今年度は、研究計画に基づいて以下のことを実行した。
（１）和周波発生分光法を行うための光学系を構築し、真空チャンバー内に設置したサンプル表面に入射させ、遠視野での和周波信号の測定に成功した。
（２）金属基板のArスパッタリングとアニーリングを繰り返すことでサンプルのクリーニングを行い、清浄表面を準備して、そのSTM像を原子分解能レベルで取得した。
（３）STM探針と基板の間のトンネル電流に由来する発光（STM発光）の測定が行えることを確認した。
（４）STMに使用する先端直径50nm以下の金属探針を非常に高い再現性で作成できるようになった。
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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
研究実績の概要に述べたように、和周波発生光学系と原子分解能レベルのSTM像の取得が行える状況を構築することができた。またSTMに使用する探針の作成とそれを利用したSTM発光の確認も行えている。これらは当初の研究計画に概ね則ったものであり、研究は順調に進展しているものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度構築した和周波発生分光の光学系を利用して、サンプル表面に金属探針を近づけた状況下で、近接場光に由来する信号を捉えることを目指していく。
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| Causes of Carryover |
研究計画を立案した際に購入予定であった分光器に対して再度詳細な検討を行い、検出感度が若干劣るものでも赤外光のスペクトルを測定するには十分であることが確認できた。そこで分光器の購入金額を抑えることで、次年度に使用する光学機器を充実させることにした。
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