差周波励起ナノスペクトロスコピーの原理解明

• 研究課題/領域番号: 17201023
• 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: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 前田 康二 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10107443)
• 研究分担者: 目良 裕 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (40219960) ; 福谷 克之 (福谷 克行) 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (10228900)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 50,700千円 (直接経費: 39,000千円、間接経費: 11,700千円); 2008年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2007年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円); 2006年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円); 2005年度: 20,930千円 (直接経費: 16,100千円、間接経費: 4,830千円)
• キーワード: 走査トンネル顕微鏡 / 赤外吸収 / 非線形光学 / ナノ分解能 / 光電場増強 / 金属探針 / フーリエ分光 / スーパーコンティニュウム光 / 近接場 / カーボンナノチューブ / 光電場増強効果 / 偏光変調法

研究概要

走査トンネル顕微鏡(STM)の探針直下に波長の異なるレーザー光を照射すると局所的に発生する差周波光に対するSTM電流の応答を用いてナノ空間分解能で赤外吸収分光を行う新しい顕微分光法として、フーリエ変換(FT)干渉計に通し多波長同時変調した広帯域・超短パルススーパーコンティニュウム光を照射光に用いるシステムを構築し実験を行ったところ、差周波発生した赤外光が試料に吸収されたためと解釈できるFTスペクトルの観測に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Electron-stimulated Defect Formation in Single-walled Carbon Nanotubes Studied by Hydrogen Thermal Desorption Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Arima, S. Lee, Y. Mera, S. Ogura, K. Fukutani, Y. Sato, K. Tohji, K. Maeda
  • 雑誌名: Appl. Surf. Sci. 256 ページ: 1196-1199
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fourier-transform photoabsorption spectroscopy of quantum-confinement effects in individual GeSn nanodots (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Naruse, Y. Mera, Y. Nakamura, M. Ichikawa, K. Maeda
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 94
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local opening of a large bandgap in metallic single-walled carbon nanotubes induced by tunnel injection of low-energy electrons (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Yamada, H. Sato, T. Komaguchi, Y. Mera, K. Maeda
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 94
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fourier-transform photoabsorption spectroscopy of quantum-confinement effects in individual GeSn nanodots (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Naruse, Y. Mera, Y. Nakamura, M. Ichikawa and K. Maeda
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 94
  • 査読あり
• [雑誌論文] The enhanced signal of sub-gap centers in tip-probing photo-absorption spectroscopy with an assist of a subsidiary light (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Naruse, Y. Mera, Y. Nakamura, M. Ichikawa, K. Maeda
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric field modulation nanospectroscopy for characterization of individual β-FeSi_2 nanodots (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Naruse, Y. Mera, Y. Nakamura, M. Ichikawa, K. Maeda
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric field modulation nanospectroscopy for characterization of individual β-FeSi_2 nanodots (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Naruse, Y. Mera, Y. Nakamura, M. Ichikawa and K. Maeda
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-assembled epitaxial growth of high density β-FeSi〓 nanodots on Si (001) and their spatially resolved optical absorption properties (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakamura et al.
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 8 ページ: 3019-3023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Giant Fullerenes formed on C〓Films irradiated with Electrons field-emitted from Scanning Tunneling Microscope Tips (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakamura, Y. Mera and K. Maeda
  • 雑誌名: Appl. Surf. Sci. 254 ページ: 7881-7884
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of a granphitic surface layer in electron-stimulated ordering in tetrahedral amorphous carbon films (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Liang et al.
  • 雑誌名: New Carbon Materials 23 ページ: 241-244
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomistic Process of Electron-stimulated Structural Ordering in Tetrahedral Amorphous Carbon (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Liang, Y.Mera and K.Maeda
  • 雑誌名: Diamond and Related Materials 17 ページ: 137-141
  • 査読あり
• [雑誌論文] The enhanced signal of sub-gap centers in tip-probing photo-absorption spectroscopy with anassist of a subsidiary light (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Naruse, Y.Mera, Y.Nakamura, M.Ichikawa and K.Maeda
  • 雑誌名: J.Appl.Phys 103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Response Analysis for Identifying the Origin of Photo-modulated Current Contrasts in Scanning Tunneling Microscopic Imaging Semiconductor Surfaces (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Naruse, Y. Mera, K. Maeda
  • 雑誌名: Ultramicroscopy 107 ページ: 568-574
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Origin of Spectral Distortion in Electric Field Modulation Spectroscopy based on Scanning Tunneling Microscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Naruse, Y. Mera, K. Maeda, Y. Nakamura, M. Ichikawa
  • 雑誌名: Surf. Sci. 601 ページ: 5300-5303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fourier transform photoabsorption spectroscopy based on scanning tunneling microscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Naruse, Y. Mera, Y. Fukuzawa, Y. Nakamura, M. Ichikawa, K. Maeda
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Response Analysis for Identifydng the Origin of Photo-modulated Current Contrasts in Scanning Tunneling Microscopic Imaging Semiconductor Surfaces (2007)
  • 著者名/発表者名: N.Naruse, Y.Mera and K.Maeda
  • 雑誌名: Ultramicroscopy 107 ページ: 568-574
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Origin of Spectral Distortion in Electric Field ModUlation Spectroscopy based on Scanning Tunneling Microscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: N.Naruse, Y.Mera, K.Maeda, Y.Nakalnura and M.Ichikawa
  • 雑誌名: Surf.Sci 601 ページ: 5300-5303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fourier transfomi photoabsorption spectroscopy based on scanning tunneling microscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Naruse, Y.Mera, Y.Fukuzawa, Y.Nakamura, M.Ichikawa and K.Maeda
  • 雑誌名: J.Appl.Phys 102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Desorption of Chlorine Atoms on Si(111)-(7×7)Surfaces indllced by Two Holes Injected from Scanning Tunneling Microscope Tips (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakamura, Y.Mera and K.Maeda
  • 雑誌名: Surf.Sci 601 ページ: 2189-2193
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polymerization and Depolymehzation of Fullerenes induced by Hole Injection from Scanning Tunnekmg Microscope Tips (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Mera, M.Yoshino, Y.Nakamura, K.Saishu and K.Maeda
  • 雑誌名: Surf.Sci 601 ページ: 5207-5211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Response Analysis for Identifying the Origin of Photo-modulated Current Contrasts in Scanning Tunneling Microscopic Imaging Semiconductor Surfaces (2007)
  • 著者名/発表者名: N.Naruse, Y.Mera, K.Maeda
  • 雑誌名: Ultramicroscopy 107 ページ: 568-574
• [雑誌論文] Evolution Kinetics of sp^2 Ordering in Tetrahedral Amorphous Carbon Films induced by Electron Irradiation (2005)
  • 著者名/発表者名: S.Liang
  • 雑誌名: Surf.Sci. 593・1-3 ページ: 161-167
• [雑誌論文] Electronic Structure around an As Antisite near the (110) Surface of GaAs (2005)
  • 著者名/発表者名: Y Iguchi
  • 雑誌名: Phys.Rev. B 71
• [雑誌論文] STM Observations of Photo-induced Jumps of Chlorine Atoms Chemisorbed on Si (111)-(7x7) Surface (2005)
  • 著者名/発表者名: A.Yajima
  • 雑誌名: Surf.Sci. 593・1-3 ページ: 155-160
• [雑誌論文] The Role of Elastic Strain in Nanoscale Patterning C_<60> Films by Local Injection of Electrons from a Scanning Tunneling Microscope Tip (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakamura
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 44・44
• [雑誌論文] Graphitization of Tetrahedral Amorphous Carbon Films Induced by Core Electron Excitations (2005)
  • 著者名/発表者名: S.Liang
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 44・49
• [学会発表] 走査トンネル顕微鏡探針による金属カーボンナノチユーブへの欠陥導入 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田憲太, 佐藤弘紹, 駒口哲也, 目良裕, 前田康二
  • 学会等名: 日本物理学会講演会概要集
• [学会発表] 金属カーボンナノチユーブのSTM探針による局所構造変化- HOMO-LUMOギャップの形成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤弘紹, 山田憲太, 駒口哲也, 目良裕, 前田康二
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会 講演予稿集
• [学会発表] STMを用いたカーボンナノチユーブの光吸収分光測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 駒口哲也, 成瀬延康, 佐藤弘紹, 目良裕, 吉村雅満, 前田康二
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学実講演会 講演予稿集
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] 金属カーボンナノチユーブのSTM探針による局所的HOMO-LUMOギャップ形成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤弘紹, 山田賢太, 駒口哲也, 目良裕, 前田康二
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学実講演会講演予稿集
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] Hydrogen Ion Desoprtion from Amotphous Carbon Films Induced by Resonant Core Electr〓 (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Mera et al.
  • 学会等名: VASSCAA-4
  • 発表場所: 松江
  • 年月日: 2008-10-29
• [学会発表] Electron-stimulated Defect Formation in Single-walled Carbon Nnotubes Studies by Hydrogen Thermal Desorption Spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Arima et al.
  • 学会等名: VASSCAA-4
  • 発表場所: 松江
  • 年月日: 2008-10-29
• [学会発表] カーボンナノチューブの欠損-現状と課題 (2008)
  • 著者名/発表者名: 目良裕也、前田康二
  • 学会等名: 2008年度格子欠陥フォーラム、東北大金研ワークショップ
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] カーボンナノチューブのレーザー光に対する力学的応答 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石崎喜一郎、目良裕、前田康二
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブの電子制御誘起欠損-水素熱脱離測定による高感度検出 (2008)
  • 著者名/発表者名: 有馬智史, ほか
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] 軟X線照射による13C-単層カーボンナノチューブからの原始脱離 (2008)
  • 著者名/発表者名: 目良裕也
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] 単層カーボンナノチユーブの電子刺激誘起欠陥- 水素熱脱離測定による高感度検出 (2008)
  • 著者名/発表者名: 有馬智史, 李相吉, 目良裕, 藤原貴之, 小倉正平, 福谷克之, 佐藤義倫, 田路和幸, 前田康二
  • 学会等名: 日本物理学会講演概要集
• [学会発表] 単一カーボンナノチユーブの分光とトンネル電子による欠陥生成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 前田康二, 目良裕, 吉村雅満
  • 学会等名: 中部地区ナノテク総合支援 : ナノ材料創製加工と先端機器分析 平成20年度成果報告会
• [学会発表] 共鳴的内殻励起光照射による単層カーボンナノチューブの構造変化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 目良 裕, 有馬 智史, 原田 慈久, 畠賢 治, 前田 康二
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-22
• [学会発表] STM光吸収分光法におけるサブギャップ光吸収信号の起源 (2007)
  • 著者名/発表者名: 成瀬 延康, 目良 裕, 中村 芳明, 市川 昌和, 前田 康二
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] 内殻励起による単層カーボンナノチューブの光電子-脱離イオンコインシデンス測定 (2007)
  • 著者名/発表者名: 目良 裕, 有馬 智史, 藤原 貴之, 石崎 喜一朗, 垣内 拓大, 間瀬 一彦, 前田 康二
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 北海道工業大学
  • 年月日: 2007-09-07
• [学会発表] GeSnナノドット量子化準位間遷移のSTM光吸収分光 (2007)
  • 著者名/発表者名: 成瀬 延康, 目良 裕, 中村 芳明, 市川 昌和, 前田 康二
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 北海道工業大学
  • 年月日: 2007-09-05
• [学会発表] GeSnナノドット量子化準位間遷移のSTM光吸収分光 (2007)
  • 著者名/発表者名: 成瀬延康, 目良裕, 中村芳明, 市川昌和, 前田康二
  • 学会等名: 第68回応用物理学会学術講演会講演予稿集
• [学会発表] STM光吸収分光法におけるサブギャップ光吸収信号の起源 (2007)
  • 著者名/発表者名: 成瀬延康, 目良裕, 中村芳明, 市川昌和, 前田康二
  • 学会等名: 日本物理学会講演概要集
• [学会発表] 光熱膨張効果によらない光変調STMトンネル電流 (2007)
  • 著者名/発表者名: 藤原貴之, 目良裕, 前田康二
  • 学会等名: 第55回応用物理学会関係連合講演会講演予稿集
• [学会発表] STM探針によるサブギャップ光吸収の検出 (2006)
  • 著者名/発表者名: 成瀬延康, 目良裕, 中村芳明, 市川昌和, 前田康二
  • 学会等名: 日本物理学会講演概要集
• [学会発表] STMナノ分光法における偏光変調法による熱膨張の抑制 (2006)
  • 著者名/発表者名: 目良裕, 泉達雄, 藤原貴之, 前田康二
  • 学会等名: 第67回応用物理学会学術講演会 講演予稿集
• [学会発表] フーリエ変換分光方式によるSTM光吸収分光 (2006)
  • 著者名/発表者名: 成瀬延康, 目良裕, 前田康二
  • 学会等名: 第67回応用物理学会学術講演会 講演予稿集
• [学会発表] STM変調分光法における異常スペクトル (2006)
  • 著者名/発表者名: 成瀬延康, 目良裕, 前田康二
  • 学会等名: 日本物理学会講演概要集
• [図書] 走査プローブ顕微鏡(吉村雅満、河津璋編) (2009)
  • 著者名/発表者名: 前田康二, 目良裕
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 走査プローブ顕微鏡、第2章 (2009)
  • 著者名/発表者名: 目良裕、前田康二
  • 総ページ数: 19
  • 出版者: 共立出版
• [図書] Nanoscopic Architecture and Microstructure, in Springer Handbook of Materials Measurement Methods Chap.5 (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Maeda, H.Mizubayashi
  • 総ページ数: 73
  • 出版者: Springer-Verlag
• [備考]
  • URL: http://mott.t.u-tokyo.ac.jp/maeda-lab/eng/index_e.html