| 研究実績の概要 |
研究課題名である「1光子検出かつ１分子感度を有する先端増強近接場分光法の開発」において、平成２７年度は“1光子検出”の開発に注力したことに続き、平成２８年度は“１分子感度”の開発に注力した。最終年度である平成２９年度は、これら高感度検出系と、自作の高安定性常温大気中～不活性ガス環境制御下走査トンネル顕微鏡(STM)とを融合し、高感度高空間分解能分光イメージングを試みた。試料として、金単結晶Au(111)面にCVD成長させたグラフェンを用いた。結果、2次元材料であるグラフェンを0.6nm程度というサブナノメートル空間分解能でラマン分光イメージングを可能とした。さらに近接場特有の選択則を見いだし、ラマン不活性である、Dバンドおよび2フォノンモードであるD+D’バンドを無欠陥グラフェンからの検出に成功した(Balois, Hayazawa, et al., 投稿準備中)。また、超高真空極低温(UHV-LT) STMにも、同様の高感度検出系を展開し、0次元材料と言える単一分子・銅ナフタロシアニン(Cu-Nc)をAg(111)面およびAg(111)に成膜した3層のNaCl膜の上にそれぞれ分散し、STM-TERS分光イメージングを行った。結果、サブナノメートル分解能での単一分子からのラマン分光およびイメージングに成功した。さらに、NaCl膜が基板との相互作用を抑制する効果があることから、NaCl上ではCu-Nc本来の共鳴ラマン効果により測定可能であるが、Ag(111)上の分子では、基板との化学吸着により特にHOMOがSTSスペクトルからも消失しており、共鳴ラマン効果が得られる、TERS測定が不可能であることがわかった。これらは、共鳴ラマン効果を単一分子レベルで厳密に制御したラマン測定として、論文投稿準備中である(Jaculbia, Hayazawa, et al., 投稿準備中)。
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