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2023 年度 実績報告書

力検出を用いた近接場光学顕微鏡による有機分子の光学遷移状態の観察機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H04662
研究機関大阪大学

研究代表者

菅原 康弘  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (40206404)

研究分担者 李 艶君  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (50379137)
研究期間 (年度) 2021-04-05 – 2024-03-31
キーワード光誘起力顕微鏡 / 近接場光学顕微鏡
研究実績の概要

光の電界が物質に誘起する分極は、電子の励起状態の情報を含み、光と物質との相互作用において中心的役割を担う物理量である。しかし、これまで原子・分子スケールでこれを直接観察した例はない。本研究の目的は、力検出を用いた近接場光学顕微鏡(光誘起力顕微鏡)のさらなる超高感度化・超高分解能化を実現すると共に、その原子分解能観察の機構を解明することである。令和5年度に実施した研究については、以下のような成果が得られた。
1)単一分子の誘起分極パターンの取得に成功 銅フタロシアニン分子に対する光誘起分極パターンを高分解能に測定することに成功した。P偏光入射光に対して、銅フタロシアニン分子の外側において光誘起力が増大した。
2)円偏光を変調する光照射系の実現 キラリティーの測定は、円二色性分光法に基づき、右回りの円偏光と左回りの円偏光の応答の差より行う。キラリティーを高感度に測定するため、右回りの円偏光と左回りの円偏光が交互に入れ替わる光照射系を実現した。円偏光を変調した光で物質表面を照射し、カンチレバーの周波数シフトに現れる変調成分をロックインアンプで検出することにより、キラリティーを測定できるようにした。
3)キラル分子の誘起分極パターンの取得に成功 円偏光入射光を用いて、銅フタロシアニン分子に対する光誘起分極パターンを高分解能に取得することに成功した。円偏光入射光に対して、銅フタロシアニン分子の内側において光誘起力が増大した。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Optical Imaging of a Single Molecule with Subnanometer Resolution by Photoinduced Force Microscopy2024

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Yamamoto, Hidemasa Yamane, Nobuhiko Yokoshi, Hisaki Oka, Hajime Ishihara, Yasuhiro Sugawara
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 18 ページ: 1724-1732

    • DOI

      10.1021/acsnano.3c10924

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of low-temperature and ultrahigh-vacuum photoinduced force microscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Yamamoto and Yasuhiro Sugawara
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 94 ページ: 033702(1-11)

    • DOI

      10.1063/5.0132166

    • 査読あり
  • [学会発表] キラル光誘起力顕微鏡の開発2023

    • 著者名/発表者名
      山田喬昭、菅原康弘
    • 学会等名
      2023年第84回応用物理学会秋季学術講演会
  • [備考] 大阪大学大学院工学研究科 物理学系専攻 応用物理学コース ナノ物性工学領域

    • URL

      http://nanophysics.ap.eng.osaka-u.ac.jp/

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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