| 研究課題/領域番号 |
05453083
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
八田 有尹 東北大学, 工学部, 教授 (70005502)
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| 研究分担者 |
鈴木 裕史 東北大学, 工学部, 助手 (50236022)
和田山 智正 東北大学, 工学部, 助教授 (20184004)
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| キーワード | 表面プラズモン / 表面ポラリトン / ラマン散乱 / セルフアッセンブリー膜 / 赤外吸収 / パラアミノチオフェノール |
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| 研究概要 |
表面プラズモンポラリトン(SPP)は自由電子気体モデル金属の粗い表面や島状粒子、球状粒子表面に局在する振動であり、このSPPの光励起によって表面吸着種などの微量化学種の赤外吸収やラマン散乱スペクトルを高感度で測定することができる。平成7年度においては、この特長を利用して、セルフアッセンブリー(self-assembly:以下SAと略す)膜の成長が拡散律則により支配されていることを赤外およびラマンスペクトルの測定により初めて実証した。以下にその概要を述べる。
光学研磨したGeウエハ-の表面に銀の島状膜(重量膜厚:5nm)を真空蒸着し、これをSAの吸着基板とした。このSA基板を2mM濃度のパラアミノチオフェノール(PATP)を含むエタノール中に一定時間浸漬した後、大気中に取り出し、エタノールでリンスして赤外およびラマン測定の試料とした。
ラマン散乱はAr^+レーザー(λ:514.5nm)により励起し、ラマンスペクトルはポリクロメータとCCD検出器により測定した。その結果、PATPはAg表面に対して水素を解離して吸着することが確認できた。また、上記のラマンスペクトルをPATP溶液に浸漬する時間(t)を変化させながらその場測定したところ、各振動バンドの強度はt^<1/2>に比例して増加しつつ飽和に達することが分かった。この飽和はPATPの単分子層の形成を示唆する。この測定においては溶媒のエタノールの振動も同時に且つ同程度の強度で検出されたが、このことからレーザー光によって励起された島状銀粒子のSPP電場が表面の単分子層以上の距離に及んでいることが分かる。
赤外吸収は透過法によりFT-IR装置を用いて測定した。この場合においても各吸収バンドの強度がt^<1/2>に比例して増加した後飽和に達し、上記のラマン測定を支持する結果が得られた。以上より、島状金属微粒子表面のSPP励起により単分子層以下の振動スペクトルが容易に測定できることが実証された。
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