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波長限界を超えた顕微ラマン分光装置の開発と局所分析への応用

研究課題

研究課題/領域番号 13554018
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 地球化学
研究機関東京大学

研究代表者

鍵 裕之  東京大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (70233666)

研究分担者 赤木 右 (赤木 石)  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 教授 (80184076)
浅利 正敏  島津製作所, 参事(研究職)
粉川 良平  島津製作所, 係長(研究職)
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
11,000千円 (直接経費: 11,000千円)
2003年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2002年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2001年度: 9,800千円 (直接経費: 9,800千円)
キーワード近接場分光 / ラマン分光 / 原子間力顕微鏡 / 高分解能 / 表面分折 / フォトルミネッセンス / 表面分析 / SNOM / AFM / 近接場 / 発光 / ラマンスペクトル / 顕微分光 / 装置開発 / 微小領域
研究概要

本研究では走査近接場光学顕微鏡(SNOM)を研究室に既存の市販の原子間力顕微鏡に組み込み、光ファイバーの開口径程度の空間分解能を持つ顕微分光技術を確立することができた。本研究で製作したSNOMは、数百nm程度の微小開口を持つ光ファイバにレーザー光を入射し、試料と微小開口面の間を数十nmの距離に近づけることにより、散乱光のマッピング・分光測定をサブミクロンオーダーの空間分解能で行うことが可能である。研究の対象としては放射線損傷を持つ多結晶ダイヤモンドやジルコニア-アルミナ共晶体を選び、サブミクロンの結晶内部での歪みを2次元マッピングすることに成功した。特にジルコニア-アルミナ共晶体につついては、蛍光を高空間分解能でマッピング・分光測定を行うことにより、アルミナ中の不純物であるクロムに起因する発光センターの波長とスペクトル幅を巧みに数値化することにより、多結晶体内部での歪みの大きさと歪みの異方性を解析することができた。また、多結晶ダイヤモンドについては、結晶内部には0.7GPa程度の歪みが存在するものの、結晶表面には歪みがほとんど存在しないことが明らかになった。今後は、より開口径の小さな光ファイバーを用いて数十nm程度の空間分解能の測定を目指すと同時に、溶液内での測定なども視野に入れて行きたい。また、本研究を遂行するにあたって、本研究グループによって分光学的手法と表面化学的手法を併用した地球化学研究が大きく進展したことも特筆に値する。

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

    (31件)

すべて 2005 その他

すべて 雑誌論文 (12件) 図書 (1件) 文献書誌 (18件)

  • [雑誌論文] Pressure dependence of OH stretching mode in F-rich natural topaz and topaz-OH2005

    • 著者名/発表者名
      Komatsu et al.
    • 雑誌名

      American Mineralogist 90

      ページ: 266-270

    • 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
  • [雑誌論文] Infrared spectroscopic taxonomy for carbonaceous chondrites from speciation of hydrous components2005

    • 著者名/発表者名
      Osawa et al.
    • 雑誌名

      Meteoritics and Planetary Science 40

      ページ: 71-86

    • 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
  • [雑誌論文] Pressure response on hydrogen bonds in potassium hydrogen carbonate and sodium hydrogen carbonate2005

    • 著者名/発表者名
      Kagi et al.
    • 雑誌名

      Journal of Neurtron Research 13

      ページ: 21-26

    • 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
  • [雑誌論文] Genesis of graphite deposites of Thodupuzha-Kanjirappally belt, Madurai block, Southern India.2005

    • 著者名/発表者名
      Baiju et al.
    • 雑誌名

      Gondwana Research 8

      ページ: 223-230

    • 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
  • [雑誌論文] Oxidation state of ytterbium incorporated in calcium carbonate and calcium fluoride.2005

    • 著者名/発表者名
      Yoshida et al.
    • 雑誌名

      Chemistry Letters (印刷中)

    • 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
  • [雑誌論文] Pressure response of Raman spectra of water and its implication to the change in hydrogen bond interactions2005

    • 著者名/発表者名
      Okada et al.
    • 雑誌名

      Spectrochimica Acta (印刷中)

    • 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
  • [雑誌論文] Pressure dependence of OH stretching mode in F-rich natural topaz and topaz-OH.2005

    • 著者名/発表者名
      Kagi H., Okada T., Kuribayashi T., Parise J.B., Kudoh Y.
    • 雑誌名

      American Mineralogist 90

      ページ: 266-270

    • 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
  • [雑誌論文] Infrared spectroscopic taxonomy for carbonaceous chondrites from speciation of hydrous components.2005

    • 著者名/発表者名
      Osawa T., Kagi H., Nakamura T., Noguchi T.
    • 雑誌名

      Meteoritics and Planetary Science 40

      ページ: 71-86

    • 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
  • [雑誌論文] Pressure response on hydrogen bonds in potassium hydrogen carbonate and sodium hydrogen carbonate.2005

    • 著者名/発表者名
      Kagi H., Nagai T., Komatsu K., Okada T., Wada C., Loveday J.S., Parise J.B.
    • 雑誌名

      Journal of Neutron Research 13

      ページ: 21-26

    • 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
  • [雑誌論文] Genesis of graphite deposites of Thodupuzha-Kanjirappally belt, Madurai block, Southern India.2005

    • 著者名/発表者名
      Baiju K.R., Satish-Kumar M., Kagi H., Nambiar C.G., Ravisankar M.
    • 雑誌名

      Gondwana Research 8

      ページ: 223-230

    • 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
  • [雑誌論文] Oxidation state of ytterbium incorporated in calcium carbonate and calcium fluoride.

    • 著者名/発表者名
      Yoshida T., Kagi H., Tsuno H., Ohta A., Nomura M.
    • 雑誌名

      Chemistry Letters (in press)

    • NAID

      10015663846

    • 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
  • [雑誌論文] Pressure response of Raman spectra of water and its implication to the change in hydrogen bond interactions.

    • 著者名/発表者名
      Okada T., Komatsu K., Kawamoto T., Yamanaka T., Kagi H.
    • 雑誌名

      Spectrochimica Acta A (in press)

    • 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
  • [図書] 10年使える有機スペクトル解析2005

    • 著者名/発表者名
      新津隆士, 海野雅史, 鍵裕之
    • 総ページ数
      200
    • 出版者
      三共出版
    • 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] Kagi H., Nagai T., Loveday J.S., Wada C., Parise J.B.: "Pressure-induccd phase transformations of kalicinite (KHCO_3) at 2.8 GPa and local structural changes around hydrogen atoms."American Mineralogist. 88. 1446-1451 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nagai T., Kagi H., Yamanaka T.: "Compression mechanism and variation of interatomic distances in goethite at high pressure."American Mineralogist. 88. 1423-1427 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kawakami Y., Yamamoto J., Kagi H.: "Micro-Raman densimeter for CO_2 inclusions in mantle-derived minerals."Applied Spectroscopy. 57. 1333-1339 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Zedgenizov D.A., Kagi H., Shatsky V.S., Sobolev N.V.: "Carbonatitic melts in cuboid diamonds from Udachnaya kimberlite pipe (Yakutia) : evidence from vibrational spectroscopy"Mineralogical Magazine. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tsuno, H., Kagi, H., Takahashi Y., Akagi T., Nomura M.: "Incorporation of divalent ytterbium in synthesized crystals of calcite."Chemistry Letters. 32. 500-501 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yamamoto J., Kaneoka I., NakaiS., Kagi H., Prikhod'ko V.S., Arai S.: "Extremely low ^3He/^4He and relatively low ^<40>Ar/^<38>Ar ratios observed in ultramatic mantle xenoliths from far eastern Siberia : Evidence for incorporation of recycled components into the subcontinental mantle."Chemical Geology. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 鍵 裕之: "固体地球物質の化学と同位体組成、マントル・地殻の地球化学(分担執筆)"培風館. 23-51 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nara M., Okazaki M., Kagi H: "Infrared study of human serum very-low-density and low-density lipoproteins. Implication of esterified lipid C=O stretching bands for characterizing lipoproteins"Chem. Phys. Lipids. 117. 1-6 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yamamoto J., Kagi H., Kaneoka I., Lai Y., Prikhod'ko V.S., Arai S.: "Fossil pressures of fluid inclusions in mantle xenoliths exhibiting rheology of mantle minerals : Implications for the geobarometry of mantle minerals using micro Raman spectroscopy"Earth Planet. Science Lett. 198. 511-519 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kamiya N., Kagi H., Notsu K., Tsuno H., Akagi T.: "Inhibiting effects of trace amounts of lanthanum ion on the dissolution of calcite : a comparable study on calcium carbonate polymorphs"Chemistry Letters. 2002. 890-891 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nagai T., Kagi H., Yamanaka T.: "The first observation of a pressure-induced phase transition and compressional behavior of kalicinite (KHCO_3) at room temperature"Solid State Communications. 123. 371-374 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kawamoto T., Kagi H., Yamashita S., Handa T., Matsukage K., Ikemoto Y., Moriwaki T., Kimura H.: "Mid infrared throughput with a 5 μm aperture for H_2O determination of an andesitic glass : Comparison of synchrotron radiation source at SPring-8 with conventional light sources"Geochemical Journal. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Chung J.I., Kagi H.: "High-concentration water of stishovite in MORB system ; implications for a possible water-carrier into the deep mantle"Geophysical Research Letters. 29. 16-1-16-4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tsuno H., kagi H., Akagi T: "Effects of trau lantnanum ion on the stability of vateria and trausformation from vatente to calcite in an aguatic system"Bull. Chem. Soc. Jpn. 74. 479-486 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Osawa T., Kagi H., Nagao K: "Mid-infrareed transmission spectra of individual Antarctic micromete orites and carboraceous chorditis"Antarctic Meteorite Research. 14. 71-88 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yumoto F., Nara M., Kagi H., et al.: "Coordination structures of Ca^<2+> and Mg^<2+> in Akarara Scallerp TropricC in solution i FT-IR spectroscopy of side-chain COO-groups"Eur. Jour. Biochemistry. 268. 6284-6290 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Nara M., Okazaki M., Kagi H: "Infrared study of humam serum very-low-density and low-density lipoproteins, Implication of esterified lipid C=O stretclusy bands for characterlology lipoprotins"Chem. Phys. Lipids. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yamamoto J., Kagi H., et al.: "Fossil pressures of fluid inclusions of in mauthe xeuoliths exhibiting theology of mautle minerals : Implications for the gedoarowetry of mauitle minerals using mino Rauan spectroscopy"Earth. Planet. Sci Lett. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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