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走査プローブ顕微鏡によるナノ界面の空間・時間レーザー分光とナノ加工・操作の研究

研究課題

研究課題/領域番号 13305059
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 工業物理化学
研究機関関西学院大学

研究代表者

玉井 尚登  関西学院大学, 理工学部, 教授 (60163664)

研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2003年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2002年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワード時間分解SNOM / フェムト秒顕微過渡吸収 / ポンプ-プローブ分光 / 導電性高分子 / 励起エネルギー移動 / 電子移動 / メゾスコピック構造 / フォトニック結晶 / 白色光 / 半導体ナノ微粒子 / 半導体ナノワイヤ / ニアフィールド走査プローブ顕微鏡 / フェムト秒分光 / カンチレバー型SNOM / 色素会合体 / ニアフィールドSHG分光 / ナノ界面 / 走査プローブ顕微鏡 / 時間分解蛍光SNOM / フェムト秒レーザー / ポンプ-プローブ法 / 有機薄膜 / J-会合体
研究概要

ニアフィールド走査プローブ顕微鏡(SNOM)を用いて過渡吸収や励起エネルギー移動の距離依存性を測定する多機能型SNOMの開発と応用を目指すと共にニアフィールド光を利用したナノ加工の研究も遂行した。
1.誘導性高分子の構造
種々の導電性高分子の構造を時間分解SNOMで解析し,湿度に依存したメゾスコピック構造が観測されること,および混合高分子系における励起エネルギー移動と相分離構造の関係を見いだした。
2.酸化チタンへの電子移動
酸化チタン薄膜上の導電性高分子の電子移動ダイナミクスの場所依存性を解析した。その結果熱処理したTiO_2薄膜の電子移動効率が一番良く,ガラス基盤上とは対照的に,場所による蛍光ダイナミクスの差が余り見られず,エネルギー伝達および電子移動の分布の重要性を明らかにした。
3.励起エネルギー移動の距離依存性
試料を局所的に励起し,励起エネルギーが試料中をどの程度の距離にわたって移動しているのかを解析できるシステムをNAの大きな油浸対物レンズとSNOMを組みあわせて作製した。
4.フェムト秒顕微過渡吸収分光とナノ加工
フォトニック結晶ファイバーに増幅しないTi : sapphireレーザーを導入して白色光を発生させると共に,500nm以上の波長範囲で10^<-7>程度の微弱な過渡吸収測定が可能な顕微過渡吸収測定システムをはじめて作製した。このポンプ-プローブ分光法は,微弱吸収の測定が可能であるので種々の系への応用が可能であると共に,吸収や蛍光SNOMの光源としても有望である。さらにカンチレバー型SNOMを用いたニアフィールド非線形分光システムも開発し,微結晶内部のSHG不均一性を解明した。さらに,フェムト秒レーザーとSNOMを組み合わせ,薄膜結晶のナノ加工が可能であることを実験的に示した。
5.半導体ナノ微粒子とナノワイヤ
CdS, CdTeの半導体ナノ微粒子およびナノワイヤの作製を試み,そのダイナミクスのサイズ依存性をフェムト秒〜ピコ秒分光で解析した。また有機ナノ微粒子を再沈法とレーザーアブレーション法で作製し,分光学的特性をSNOMで解析した。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] A.Miura, Y.Yanagawa, N.Tamai: "Excitation Energy Transfer of Porphyrin in Polymer Thin Films by Time-resolved Scanning Near-field Optical Microspectroscopy"Journal of Microscopy. 202. 401-407 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yu Nabetani, Masahiro Yamasaki, Atsushi Miura, Naoto Tamai: "Fluorescence Dynamics and Morphology of Electroluminescent Polymer in Small Domains by Time-resolved SNOM"Thin Solid Film. 393. 329-333 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Irie, T.Fukaminato, T.Sasaki, N.Tamai, T.Kawai: "A Digital Fluorescent Molecular Photoswitch"Nature. 420. 759-760 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P.R.Bangal, N.Tamai, Y.Yokoyama, H.Tukada: "Photosublimation of Novel π-System Photoproduct of Ethyl 4-formyl-1,3-dimethylpyrazole-5-carboxylate"J.Phys.Chem.B. 107. 13554-13556 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P.R.Bangal, N.Tamai, Y.Yokoyama, H.Tukada: "Transient Spectroscopic Study of a non-Kekule Molecule Generated by Photochemical γ-Hydrogen Abstraction of Ethyl 4-formyl-1,3-dimethylpyrazole-5-carboxylate"J.Phys.Chem.A. 108. 578-585 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 玉井尚登(共著): "実験化学講座9巻 物質の構造I(分光上)"丸善(印刷中). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Miura, Y.Yanagawa, N.Tamai: "Excitation Energy Transfer of Porphyrin in Polymer Thin Films by Time-resolved Scanning Near-field Optical Microspectroscopy"Journal of Microscopy. 202. 401-407 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yu Nabetani, Masahiro Yamasaki, Atsushi Miura, Naoto Tamai: "Fluorescence Dynamics and Morphology of Electroluminescent Polymer in Small Domains by Time-resolved SNOM"Thin Solid Film. 393. 329-333 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Irie, T.Fukaminato, T.Sasaki, N.Tamai, T.Kawai: "A Digital Fluorescent Molecular Photoswitch"Nature. 420. 759-760 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Bangal, N.Tamai, Y.Yokoyama, H.Tukada: "Photosublimation of Novel π-System Photoproduct of Ethyl 4-formyl-1,3-dimethylpyrazole-5-carboxylate"Phys.Chem.B.. 107. 13554-13556 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Bangal, N.Tamai, Y.Yokoyama, H.Tukada: "Transient Spectroscopic Study of a non-Kekule Molecule Generated by Photochemical y-Hydrogen Abstraction of Ethyl 4-formyl-1,3-dimethylpyrazole-5-carboxylate"J.Phys.Chem.A.. 108. 578-585 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Tamai et al.: "Experimental Chemistry Vol.9, Structure of Materials 1(Spectroscopy I)"Maruzen(in press). (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Mitra, N.Tamai: "Dynamics of Photochromism in Salicylideneaniline : A Femtosecond Spectroscopic Study"Phys.Chem.Chem.Phys.. 5. 4627-4652 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] P.Lu, H.Zhang, F.Shen, BH.Yang, D.Li, Y.Ma, X.Chen, J.Li, N.Tamai: "A Wide-Bandgap Semiconducting Polymer for Ultraviolet and Blue Light Emitting Diodes"Macromol.Chem.Phys.. 204. 2274-2280 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] P.R.Bangal, N.Tamai, Y.Yokoyama, H.Tukada: "Photosublimation of Novel π-System Photoproduct of Ethyl 4-formyl-1,3-dimethylpyrazole-5-carboxylate"J.Phys.Chem.B. 107. 13554-13556 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] P.R.Bangal, N.Tamai, Y.Yokoyama, H.Tukada: "Transient Spectroscopic Study of a non-Kekule Molecule Generated by Photochemnical γ-Hydrogen Abstraction of Ethyl 4-formyl-1,3-dimethylpyrazole-5-carboxylate"J.Phys.Chem.A. 578-585 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Tamai, T.Nomoto, F.Tanaka, Y.Hirota, T.Okuda: "Solvation Dynamics of the Excited 1,2-(p-Cyano-p'-Meflooxydiphenyl)-Ethyne"J. Phys. Chem. A. 106. 2164-2172 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Irie, T.Fukaminato, T.Sasaki, N.Tamai, T.Kawai: "A Digital Fluorescent Molecular Photoswitch"Nature. 420. 759-760 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Miura: "Mesoscopic Structures and Dynamics of Merucyanine J-aggregate Studied by Time-resolved Fluorescence SNOM"Journal of Microscopy. 202. 425-432 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] A.Miura: "Excitation Energy Transfer of Porplyrin in Polymar Thin Films by Time-resolved Nerv-Field optical Microscopy"Journal of Microscopy. 202. 401-407 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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