Investigation of ultra-high resolution photoinduced force microscopy that can measure chirality of materials and monatomic observation conditions

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K18946
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 28:Nano/micro science and related fields
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Sugawara Yasuhiro 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (40206404)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: 光誘起力顕微鏡

Outline of Final Research Achievements

First, factors limiting the high sensitivity of chirality measurement (e.g., efficiency of chirality conversion to force, noise of displacement detector, etc.) were theoretically investigated to find optimal observation conditions. Next, we developed a light irradiation system that can modulate circular polarization and realized a photo-induced force microscope that can detect chirality with high sensitivity. We also prepared samples for measuring chirality. The samples included copper phthalocyanine molecules. Furthermore, we succeeded in observing differences in the patterns of photoinduced force images of copper phthalocyanine molecules for rightward and leftward circularly polarized light irradiation.

Free Research Field

走査型プローブ顕微鏡

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

原子レベルでの物質と光との相互作用に関する科学は、学術的研究課題の宝庫である。本研究の成功により、従来の常識を覆す新しい物理現象や機能を発見できる。このような発見は、新しい概念に基づく新材料や新デバイスの創製につながると期待される。また、このような革新的な研究手法の出現は、光物性研究の仕方を質的に変える可能性がある。本研究により得られる分子や結晶のキラリティーに関する貴重な知見は、新素材を用いた光学材料開発での様々な課題や化学センシングでの課題、キラリティーを選択できる化学合成・触媒での課題などを解決する。さらに、これらの性能を向上させるための指針を与えてくれる。