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近接場光学顕微鏡レーザーアブレーションによるナノ領域の質量分析

研究課題

研究課題/領域番号 14350443
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 工業分析化学
研究機関東京大学

研究代表者

藤浪 眞紀  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (50311436)

研究分担者 池添 泰弘  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教務職員(研究職) (70334315)
片山 建二  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助手 (00313007)
澤田 嗣郎  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (90011105)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
14,900千円 (直接経費: 14,900千円)
2003年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2002年度: 11,000千円 (直接経費: 11,000千円)
キーワード近接場光学 / 質量分析 / ナノ領域 / 発光分析 / 飛行時間型質量分析計 / 金属探針 / アブレーション / 光イオン化 / 飛行時間型質量分析
研究概要

本研究の目的は,ナノメートルオーダーの空間分解能をもつ固体表面質量分析法の開発である。局所的に分子を固体表面から脱離・イオン化することが課題となるが,その解決法として,2種類の方法を着想した。一つは,先端径100nmφの光ファイバーを用いた近接場光(ピコ秒レーザー導入)による励起。もう一つはフェムト秒レーザーと金属探針先端での表面増強効果による微小領域アブレーションである。本研究では,それら励起法を検討し,今後の方向性を示した。
前者の実験では,真空中で稼動可能な真空装置・飛行時間型質量分析装置の設計及び製作に取り組んだ。波長355nmのピコ秒パルスYAGレーザー光を光ファイバーの100nmφの先端から発生した近接場光を試料に照射する。紫外光によるアブレーションにより発生したイオンを飛行時間型質量分析器で計測するものである。しかしながら光ファイバー先端が強いレーザー光により損傷を受け,数十nmのアブレーションは実現できなかった。
一方,後者の励起では,800nmのフェムト秒レーザーをW探針先端に照射することによりAuやAl表面を幅50nn,深さ10nmの分解能でアブレーション可能なことが明らかになった。フェムト秒レーザーは非熱的加工などで特徴的な加工性を示すが,表面増強効果により回折限界を超えた空間分解能でのアブレーション加工を示した初めての例である。今回,そこからの発光を測定しようと試みたが,原子発光やイオン発光は観察できなかった。これは検出系の光学系の最適化がまだされていないこと,極短パルスのためプラズマ状態で励起を増強する光がないことなどが原因と考えられる。今後,励起用レーザーを導入することにより元素分析法へ展開したい。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (16件)

  • [文献書誌] M.Fujinami, K.Toya, T.Sawada: "Development of photothermal near-field scanning optical microscope"Review of Scientific Instruments. 74. 621-623 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Fujinami, H.Murakawa, T.Sawada: "Highly sensitive detection of molecules at the liquid/liquid interface using total internal reflection-optical beam deflection based on photothermal spectroscopy"Review of Scientific Instruments. 74. 352-354 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Fujinami, T.Miyagoe, T.Sawada, T.Akahane: "Improved depth profiling with slow positrons of ion implanted-induced damage in silicon"Journal of Applied Physics. 94. 4382-4388 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Fujinami, T.Miyagoe, T.Sawada, R.Suzuki, T.Ohdaira, T.Akahane: "Helium ion implantation-induced defects in silicon proved with variable-energy positrons"Physical Review B. 68. 165332-1-165332-5 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [文献書誌] M.Fujinami, T.Miyagoe, T.Sawada, R.Suzuki, T.Ohdaira, T.Akahane: "A positron beam study of vacancy-impurity complexes in inert gas ion-implanted silicon"Physica B. 340-342. 724-728 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Fujinami, K.Toya, T.Sawada: "Development of photothermal near-field scanning optical micrgscope"Review of Scientific Instruments. 74. 621-623 (2003)

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  • [文献書誌] M.Fujinami, H.Murakawa, T.Sawada: "Higyly sensitive detgetion of molecules at the liquid/liquid interface using total internal refletion-optical beam deflection based on photothermal spectropy"Review of Scientific Instruments. 74. 352-354 (2003)

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  • [文献書誌] M.Fujinami, T.Miyagoe, T.Sawada, T.Akahane: "Improved depth profiling with slow positrons of ion implanted-induced damage jn silicon"Journal of Applied Physics. 94. 4382-4388 (2003)

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  • [文献書誌] M.Fujinami, T.Miyagoe, T.Sawada, R.Suzuki, T.Ohdaira, T.Akahane: "Helium onimplaptation-induced defects in pilicon proved with variable-energy positrons"Physical Review B. 68. 165332-1-165332-5 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Fujinami, T.Miyagoe, T.Sawada, R.Suzuki, T.Ohdaira, T.Akahane: "A positron beam study of vacacy-impurity complexes in inert gas ion-implanted silicon"Physica B. 340-342. 724-728 (2003)

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  • [文献書誌] M.Fujinami, K.Toya, T.Sawada: "Development of photothermal near-field scanning optical microscope"Review of Scientific Instruments. 74. 621-623 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Fujinami, H.Murakawa, T.Sawada: "Highly sensitive detection of molecules at the liquid/liquid interface using total internal reflection-optical beam deflection based on photothermal spectroscopy"Review of Scientific Instruments. 74. 352-354 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Fujinami, T.Miyagoe, T.Sawsda, T.Akahane: "Improved depth profiling with slow positrons of ion implanted-induced damage in silicon"Journal of Applied Physics. 94. 4382-4388 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Fujinami, T.Miyagoe, T.Sawada, R.Suzuki, T.Ohdaira, T.Akahane: "Helium ion implantation-induced defects in silicon proved with variable-energy positrons"Physical Review B. 68. 165332-1-16532-5 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Fujinami, T.Miyagoe, T.Sawada, R.Suzuki, T.Ohdaira, T.Akahane: "A positron beam study of vacancy-impurity complexes in inert gas ion-implanted silicon"Physica B. 340-342. 724-728 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Fujinarni, K.Toya, T.Sawada: "Development of photothermal near-field scanning optical microscope"Review of Scientific Instruments. 74. 621-623 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 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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