有機感光薄膜を検出系として用いた高速ニアフィールド光学顕微鏡の開発

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13555012
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 川田 善正 静岡大学, 工学部, 助教授 (70221900)
• 研究分担者: 岩田 太 静岡大学, 工学部, 助手 (30262794)
• キーワード: 光学顕微鏡 / ニアフィールド光学 / プローブ顕微鏡 / 有機感光薄膜 / 単分子観察 / 原子間力顕微鏡 / バイオロジー / 圧電素子

研究概要

本研究では、有機感光薄膜を検出系として用いた、ニアフィールド顕微鏡を開発することを目的として、研究を行った。今年度、ニアフィールド顕微鏡を構築するためため、基礎システムの作製を行った。三本のピエゾチューブを用いて、中央に対物レンズを配置する構成をとることによって、試料を高倍率の光学顕微鏡で観察可能なシステムとした。三本のピエゾチューブを当時に走査することによって、試料の3次元走査が必要であることを確認した。
基本システムの設計および試作が終り、ステージの移動量の構成などを行い、設計通りの分解能が得られることを確認した。テストパターンを観察して、システムの分解能、走査範囲、走査速度などの実験パラメータについて検討した。テストパターンはガラス基盤上にクロムで10ミクロン程度の格子模様を作成したものを用いた。その結果、試作したシステムが数ナノメートルの分解能を持ち、20-30ミクロン程度の走査範囲を有することを確認した。
試作したシステムで、微小球などの標準試料を観察した。微小球には直径50nm-10ミクロン程度のポリスチレン球を用い、実際に感光薄膜への光強度分布の記録を試みた。また、光源にパルスレーザーを用いることによっても、試料近傍の微細光強度分布を感光薄膜の凹凸分布として記録できることを示した。これらの実験により、試作システムがほぼ設計通りの性能を持つことを確認した。

研究成果

• [文献書誌] Y.Kawata: "Non-optically probing near-field microscopy for the observation of biological living specimens"Appl.Phys.Lett.. 78. 2247-2249 (2001)
• [文献書誌] Y.Kawata: "Non-optically probing near-field microscopy with illumination of total internal reflection"J.Microscopy. 202. 162-171 (2001)
• [文献書誌] Y.Kawata: "Analysis of the scattered light distribution of a tightly focused laser beam by a particle near a substrate"JJ.Appl.Phys.. 89. 5876-5880 (2001)
• [文献書誌] Y.Kawata: "Volume holographic device for spherical aberration correction and parallel data access in three-dimensional memory"Jpn.J.Appl.Phys.. 3B. 1796-1797 (2001)
• [文献書誌] Y.Kawata: "Three-dimesional observation of internal defects in semiconductor crystals by use of two-photon excitation pp. 297-299 (March 1, 2002)"Opt.Lett.. 27. 297-299 (2002)
• [文献書誌] Y.Kawata: "Application of laser-trapping technique for measuring the three-dimensonal distribution of viscosity"Opt.Commun. 202. 1-8 (2002)