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2014 年度 実績報告書

nm空間分解能でのフォノン解析を可能にする広帯域赤外近接場分光装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24540340
研究機関公益財団法人高輝度光科学研究センター

研究代表者

池本 夕佳  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 副主幹研究員 (70344398)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード赤外放射光 / 近接場分光
研究実績の概要

顕微赤外分光は、微小領域・微小試料の分子振動や低エネルギーの電子状態を測定する重要な技術である。しかし、赤外光は波長が長いため、空間分解能は回折限界で数μmに制限される。小型化が進む積層セラミックコンデンサの更なる性能向上のためには、ナノメートルオーダーの空間分解能で各層の状態を調べる必要がある。本研究では、赤外放射光を光源として利用して、赤外近接場装置を開発した。赤外放射光は、赤外分光で通常利用されるグローバーランプなどの熱輻射光源と比較すると2桁以上輝度が高い。本研究で開発した装置は、高輝度赤外放射を光源とし、プローブを試料に近接させて操作するAFM装置と、分光の為のFTIRを組み合わせて構築した。開発当初は市販のFTIR装置を利用したが、本研究で、非対称FTIRをくみ上げ、ここにAFM装置を組み込んだ。ビームスプリッターで二分した光りの片方を可動鏡に導き、もう片方をAFMプローブ先端に集光する。プローブ先端からの散乱光と可動鏡からの反射光を干渉させて観測する配置である。この配置では、interferometric gainによる信号の増強が期待される。微弱な近接場信号は、AFMプローブの振動を利用した変調分光出抽出した。これらの装置改造の結果、900-1300 cm-1の領域で空間分解能300 nmを達成した。また、スペクトルのS/N比は約6倍、S/B比は約8 倍改善した。SiCのフォノンスペクトルの測定が可能となり、更に、基盤上のAuについて、幅150 nmのAu部分をスペクトル測定で判別することができた。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014

すべて 学会発表 (5件)

  • [学会発表] SPring-8/BL43IRにおける赤外放射光利用2015

    • 著者名/発表者名
      池本夕佳、森脇太郎、岡村英一、木下豊彦
    • 学会等名
      第28回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス 滋賀県草津市
    • 年月日
      2015-01-10 – 2015-01-12
  • [学会発表] Industrial Application at SPring-8 and Infrared Beamline2014

    • 著者名/発表者名
      Yuka Ikemoto
    • 学会等名
      Canadian Light Source Seminar
    • 発表場所
      Canadian Light Source Saskatoon, Canada
    • 年月日
      2014-11-28
  • [学会発表] 高輝度赤外放射光を利用した高分子材料の分光研究2014

    • 著者名/発表者名
      池本夕佳、森脇太郎、木下豊彦
    • 学会等名
      第63回高分子討論会
    • 発表場所
      長崎大学 長崎県長崎市
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [学会発表] 赤外放射光を光源とした波長分解能を超える赤外近接場分光顕微鏡の開発2014

    • 著者名/発表者名
      池本夕佳
    • 学会等名
      SPring-8シンポジウム2014
    • 発表場所
      東京大学一条ホール 東京都文京区
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-14
  • [学会発表] BL43IRにおける高輝度赤外放射光の利用2014

    • 著者名/発表者名
      池本夕佳、森脇太郎、木下豊彦
    • 学会等名
      2014第10回放射光表面科学研究部会顕微ナノ材料科学研究会合同シンポジウム
    • 発表場所
      あいち産業科学技術総合センター 愛知県豊田市
    • 年月日
      2014-07-31 – 2014-08-01

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公開日: 2016-06-01  

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