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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Development of the Raman scattering spectroscopy system using quadruple ellipsoidal mirrors

Research Project

Project/Area Number 26420004
Research InstitutionAkita University

Principal Investigator

山口 誠  秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (90329863)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 川手 悦男  国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (80344216) [Withdrawn]
相浦 義弘  国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (80356328)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsラマン散乱 / 全反射 / 楕円面鏡 / 加工変質層 / 分光分析 / 材料評価
Outline of Annual Research Achievements

様々な機能性を付与するための製膜技術の発展に伴い,極表面層の評価が課題としてあげられる.ラマン分光法は非破壊・非接触・大気中で測定可能という利点を有することから注目されているが,吸収係数の小さな試料ではラマン励起光が試料内部まで侵入することから表面層のみからの信号を得ることが困難であり,このことが課題となっている.ラマン分光法による深さ方向の情報を選択できる評価法の確立を目指した.
本研究ではエバネッセント波の染み出しを利用した極表面層部のラマンスペクトルを測定する全反射法に着目し,複数の回転楕円面鏡からなる入射・集光光学系により入射角度連続可変で全散乱角度同時計測可能な光学システムの構築を行った.従来の全反射ラマン散乱分光光学系は,励起光の入射角と,観測するラマン散乱光の散乱角を任意に選択し,測定点ごとに光源と検出器をそれぞれ空間中で動かす複雑な光学系であるため光軸がずれ易い等の課題があった.そこで,従来の全反射ラマン散乱光学系の問題点を解決するため,複数の回転楕円面鏡を用いた全反射ラマン散乱光学系の開発を試み,検証した.
回転楕円面鏡ラマン散乱光学システムは,4つの回転楕円鏡の長軸を同一直線上に直列に並べ,隣り合う楕円面が焦点を共有するように配置し,同一線上に5つの焦点が存在し,光は全ての焦点を通過する.システム検証のために,ラマン散乱スペクトルおよびフォトルミネッセンススペクトルが既知の試料を用いて測定を行った.測定具体的な測定条件として,励起波長532 nm,照射パワーは50 mW,露光時間は60 s,入射角度を45°での,単結晶ダイヤモンドのラマン散乱測定,およびルビーの発光測定を行った.ダイヤモンドの一次フォノンラマン散乱光,ルビーのR線発光ともに明確に観測することができた.

  • Research Products

    (24 results)

All 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Nanopattering on Nano-crystalline diamond and Cubic Boron Nitride using focused ion beam and heat treatment to fabricate textured cutting tools2016

    • Author(s)
      Noritaka Kawasegi, Kazuma Ozaki, Noboru Morita, Kazuhito Nishimura, Makoto Yamaguchi, Noboru Takano
    • Journal Title

      Materials Science Forum

      Volume: Vol. 874 Pages: 543-548

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/MSF.874.543

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development and machining performance of a textured diamond cutting tool fabricated with a focused ion beam and heat treatment2016

    • Author(s)
      Noritaka Kawasegi, Kazuma Ozaki, Noboru Morita, Kazuhito Nishimura, Makoto Yamaguchi
    • Journal Title

      Precision Engineering, 47

      Volume: 47 Pages: 311-320

    • DOI

      10.1016/j.precisioneng.2016.09.005

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Removal and characterization of focused-ion-beam-induced damaged layer on single crystal diamond surface and application to multiple depth patterning2016

    • Author(s)
      Noritaka Kawasegi, Noboru Takano, Noboru Morita, Kazuhito Nishimura and Makoto Yamaguchi
    • Journal Title

      Diamond and Related Material

      Volume: 70 Pages: 159-166

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2016.10.018

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ta-C薄膜のおける深紫外ラマンスペクトル変化2017

    • Author(s)
      神津知己,(B)栗林直也,山口誠,川口雅弘,吉村雅満,源泰寛
    • Organizer
      2017年第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [Presentation] 単結晶SiCにおけるしゅう動誘起構造変化のラマン散乱2017

    • Author(s)
      西野剛広,矢作堅司,山口誠,野老山貴行
    • Organizer
      2017年第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [Presentation] 島状の銀薄膜を用いた固体表面における表面増強ラマン散乱のスペクトル解析2017

    • Author(s)
      古谷龍嗣,梅本好日古,山口誠,山本良之
    • Organizer
      2017年第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [Presentation] 4連結回転楕円体面鏡を用いたラマン散乱光学システムの構築2017

    • Author(s)
      早川知亮,山口誠,川手悦男
    • Organizer
      2017年第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [Presentation] 表面層評価のための島状の銀薄膜による固体表面における表面増強ラマン散乱2017

    • Author(s)
      古谷龍嗣,梅本好日古,山口誠,山本良之
    • Organizer
      2017年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      慶応大学
    • Year and Date
      2017-03-13 – 2017-03-15
  • [Presentation] 複数の回転楕円面鏡によるラマン散乱分光システムの構築所)2017

    • Author(s)
      早川智亮,山口誠,川手悦男,相浦義弘
    • Organizer
      2017年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      慶応大学
    • Year and Date
      2017-03-13 – 2017-03-15
  • [Presentation] 集束イオンビーム(FIB)を応用したダイヤモンド切削工具の作製とその切削加工特性(第5報)-テクスチャ形状の最適化-2017

    • Author(s)
      川島拓実,川堰宣隆,高野登,森田昇,西村一仁,山口誠
    • Organizer
      2017年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      慶応大学
    • Year and Date
      2017-03-13 – 2017-03-15
  • [Presentation] 島状の銀薄膜を用いたDLCにおける表面増強ラマン散乱2017

    • Author(s)
      古谷龍嗣,梅本好日古,山口誠,山本良之
    • Organizer
      平成28年度日本表面科学会東北・北海道支部学術講演会
    • Place of Presentation
      秋田大学
    • Year and Date
      2017-03-09 – 2017-03-10
  • [Presentation] DLC表面上における膜厚傾斜銀薄膜の作製および表面増強ラマン散乱2017

    • Author(s)
      梅本好日古,齋藤圭佑,古谷龍嗣,山口誠,山本良之,
    • Organizer
      平成28年度日本表面科学会東北・北海道支部学術講演会
    • Place of Presentation
      秋田大学
    • Year and Date
      2017-03-09 – 2017-03-10
  • [Presentation] 非晶質炭素材料における深紫外ラマン散乱2017

    • Author(s)
      山口誠
    • Organizer
      平成28年度日本表面科学会東北・北海道支部学術講演会
    • Place of Presentation
      秋田大学
    • Year and Date
      2017-03-09 – 2017-03-10
    • Invited
  • [Presentation] AFM Observation of Deep Ultra-violet Irradiation Damage on Tetrahedral Amorphous Carbon Film2016

    • Author(s)
      Kozu, T., Yamaguchi, M., Kawaguchi, M., Yoshimura, M.
    • Organizer
      International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM24)
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
    • Year and Date
      2016-12-14 – 2016-12-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 集束イオンビームにより形成された単結晶ダイヤモンド変質層の可視・深紫外 顕微ラマン散乱による構造評価2016

    • Author(s)
      近野佑太,山口誠,川堰宣隆,神津知己,森田昇,西村一仁
    • Organizer
      第30回ダイヤモンドシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2016-11-16 – 2016-11-18
  • [Presentation] ta-C薄膜の深紫外損傷の雰囲気の影響2016

    • Author(s)
      山口誠,川口雅弘,源泰寛
    • Organizer
      第30回ダイヤモンドシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2016-11-16 – 2016-11-18
  • [Presentation] 島状の金属薄膜による固体表面における表面増強ラマン散乱の研究2016

    • Author(s)
      古谷龍嗣,山口誠,田村諒大,
    • Organizer
      2016年度精密工学会東北支部学術講演会
    • Place of Presentation
      一関工業高等専門学校
    • Year and Date
      2016-10-08 – 2016-10-08
  • [Presentation] 全反射ラマン散乱分光のための回転楕円面鏡光学系の開発2016

    • Author(s)
      早川智章,山口誠,川手悦男,相浦義弘,
    • Organizer
      2016年度精密工学会東北支部学術講演会
    • Place of Presentation
      一関工業高等専門学校
    • Year and Date
      2016-10-08 – 2016-10-08
  • [Presentation] Nanopattering on poly-crystalline diamond and cBN surfaces using focused ion beam and heat treatment to fabricate textured cutting tools2016

    • Author(s)
      Noritaka Kawasegi, Kazuma Ozaki, Noboru Morita, Kazuhito Nishimura, Makoto Yamaguchi, Noboru Takano
    • Organizer
      ISSAT2016
    • Place of Presentation
      Stockholm, Sweden
    • Year and Date
      2016-10-02 – 2016-10-05
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DUV irradiation damage of Tetrahedral Amorphous Carbon (ta-C) in Argon and air atmosphere2016

    • Author(s)
      T. Kozu, M. Yamaguchi, M. Kawaguchi
    • Organizer
      European Conference on Silicon Carbide & Related Materials
    • Place of Presentation
      Halkidiki, Greece
    • Year and Date
      2016-09-25 – 2016-09-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 原子間力顕微鏡によるta-C薄膜深紫外線損傷部の観察2016

    • Author(s)
      神津知己,山口 誠,川口雅弘,吉村 雅満
    • Organizer
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] 三次元ネットワーク高分子を用いた立方晶窒化ホウ素結晶上への新規炭素薄膜の合成2016

    • Author(s)
      島田敏宏,長谷川幸樹,柳瀬隆,長浜太郎,山口誠
    • Organizer
      日本セラミック協会第29回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [Presentation] 集束イオンビーム照射により形成された単結晶ダイヤモンド変質層の深紫外ラマン散乱(第2報)イオン照射条件によるラマン散乱スペクトルの変化2016

    • Author(s)
      近野佑太,山口誠,川堰宣隆,神津知己,森田昇,西村一仁
    • Organizer
      2016年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      茨城大学
    • Year and Date
      2016-09-06 – 2016-09-08
  • [Presentation] Polarization Raman study of subsurface damaged layer on single crystalline diamond by focused ion beam irradiation2016

    • Author(s)
      M. Yamaguchi,K. Kozu, N. Kawasegi, N. Morita and K. Nishimura
    • Organizer
      International Conference Diamond and Related Material
    • Place of Presentation
      France (Montpellier)
    • Year and Date
      2016-09-04 – 2016-09-08
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-01-16  

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