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2022 年度 実績報告書

試料を選ばない高速近接場光学顕微鏡の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H02658
研究機関大阪大学

研究代表者

馬越 貴之  大阪大学, 高等共創研究院, 講師 (00793192)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード近接場光学顕微鏡 / 高速原子間力顕微鏡 / プラズモニクス / 近接場光学
研究実績の概要

本年度は、高速近接場光学顕微鏡用の金属探針作製を行った。マイクロカンチレバーに電子ビームデポジションによって、カーボン探針を作製し、さらに金や銀などの貴金属を真空蒸着法を用いて塗布することによって金属化させた。作製した金属探針を電子顕微鏡を用いて、詳細に観察した。さらに、作製した金属探針を高速近接場光学顕微鏡測定に応用し、近接場光学イメージングが可能であることを確認した。また、液中環境下での近接場光学測定では、塗布した金属が劣化してしまうことを確認した。連続して使用することができないため、金属探針をリサイクルして再作製できる方法を確立した。高価なマイクロカンチレバーを使い捨てすることなく、測定できる環境を整えた。
また、自作したミラースキャナーシステムについても、より口径のビームを扱うことができるように、ミラーサイズを拡大するなど改良した。より精密に金属探針とフォーカススポット位置を合わせられるよう、光学系を改良した。
さらに、入射レーザーが生体試料に与える影響についても評価した。入射レーザーパワーを変えながら、生体試料を観察すると、高強度の場合において試料がダメージを受け飛散していく様子が観察された。高速近接場光学測定においては、試料に応じて高強度のレーザーパワーを用いる必要があるため留意すべきである。各生体試料に対して入射レーザーパワーを最適化することに成功した。
その他、分光計測との複合化など、高速近接場光学顕微鏡の改良を大きく進めることができた。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Near-field optical microscopy toward its applications for biological studies2023

    • 著者名/発表者名
      Umakoshi Takayuki
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 20 ページ: e200011

    • DOI

      10.2142/biophysico.bppb-v20.0011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Raman Spectroscopic and DFT Study of COA-Cl and Its Analogues2023

    • 著者名/発表者名
      Umakoshi Takayuki、Urakami Takumi、Kidoguchi Haruki、Yang Keishi、Verma Prabhat、Sato Hirofumi、Higashi Masahiro、Tsukamoto Ikuko
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 127 ページ: 1849~1856

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.2c08382

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical characterization of optical properties of tapered plasmonic structure on a cantilever pyramidal tip for plasmon nanofocusing2022

    • 著者名/発表者名
      Yadav Ravi、Umakoshi Takayuki、Verma Prabhat
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 12 ページ: 085216~085216

    • DOI

      10.1063/5.0106066

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tip-enhanced Raman spectroscopy with amplitude-controlled tapping-mode AFM2022

    • 著者名/発表者名
      Umakoshi Takayuki、Kawashima Koji、Moriyama Toki、Kato Ryo、Verma Prabhat
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 ページ: 12776

    • DOI

      10.1038/s41598-022-17170-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ultrastable tip-enhanced hyperspectral optical nanoimaging for defect analysis of large-sized WS2 layers2022

    • 著者名/発表者名
      Kato Ryo、Moriyama Toki、Umakoshi Takayuki、Yano Taka-aki、Verma Prabhat
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 8 ページ: eabo4021

    • DOI

      10.1126/sciadv.abo4021

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Broadband nanolight source generated through plasmon nanofocusing and its applications2022

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Umakoshi, Koki Taguchi, Hiroshi Arata, and Prabhat Verma
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics 2022
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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