５次元ナノ顕微光吸収分光装置の試作とその応用

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22510111
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 滋賀医科大学 (2012-2013); 東京大学 (2010-2011)
• 研究代表者: 目良 裕 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (40219960)
• 連携研究者: 森田 隆二 北海道大学, 大学院工学院, 教授 (30222350) ; 近藤 高志 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (60205557)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: ナノ計測 / ナノ時間分解

研究概要

物質表面のエネルギー構造の時間分解ダイナミクスを、ナノスケールの空間分解能で測定可能なシステムを試作する目的で、超短パルスレーザーから作るスーパーコンティニュアム広帯域光源とフーリエ変換干渉計を走査トンネル顕微鏡(STM)と組み合わせた新しい電場変調測定手法を提案し、実現した。この測定法を用いることで、半導体のエネルギー構造が測定できることを示した。
また短パルスレーザーとSTMを組み合わせて半導体表面における電子や空孔のダイナミクスを測定する際の基礎となる物理過程をモデル化し、数値計算でシミュレーションした結果を実験結果と比較することで、物理量を正しく評価するための条件を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Bases for time-resolved probing of transient carrier dynamics by optical pump-probe scanning tunneling microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Yokota, S. Yoshida, Y. Mera, O. Takeuchi, H. Oiwaga and H. Shigekawa
  • 雑誌名: Nanosclae 巻: Vol. 5 ページ: 9170-9175
  • DOI: 10.1039/C3NR02433D
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nano-Probe Fourier-Transform Photoabsorption Spectroscopy using a Supercontinuum Light Source (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibe, S. Nakada, Y. Mera and K. Maeda
  • 雑誌名: Microscopy and Micoroanalysis 巻: Vol. 18, No. 3 ページ: 591-595
  • DOI: 10.1017/S1431927612000219
  • 査読あり
• [学会発表] Bases for time-resolved probing of transient carrier dynamics by optical pump-probe scanning tunneling microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Yokota, Y. Yoshida, Y. Mera, O. Takeuchi, H. Oigawa and H. Shigekawa
  • 学会等名: 12th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures & 21st International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20131104-08
• [学会発表] 光学的ポンププローブSTM時間分解スペクトルのシミュレーション解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 目良裕, 横田統徳, 吉田昭二, 武内修, 重川秀実
  • 学会等名: ナノ学会第11回大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2013-06-06
• [学会発表] STM-based Electric Field Modulation Spectroscopy Using a Supercontimuum Light Source in Fourier Transform Scheme (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Mera, S. Nakata, K. Ishibe and K. Maeda
  • 学会等名: 20th International Colloquim on Scanning Probe Microscopy (ICSPM20)
  • 発表場所: Naha, Japan
  • 年月日: 20121217-19
  • 招待講演
• [学会発表] Supercontinuum光源を用いたSTMフーリエ変換電場変調分光法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中田智, 石部清志朗, 目良裕, 長村俊彦, 前田康二
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学、東京
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] Atom manipulation by probe excitations and nano-spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Mera
  • 学会等名: International Workshop on Atomic-scale Manipulation and Spectroscopy of Surfaces and Nanostructures (AMS2011)
  • 発表場所: Atsugi, Japan
  • 年月日: 2011-10-14
  • 招待講演
• [図書] Laser-combined STM and related techniques for the analysis of nanoparticles/clusters, Nanoparticle/Book I, edited by Hashim (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Shigekawa, S. Yoshida, M. Yoshimura and Y. Mera
  • 出版者: INTECH