Investigation of the observation mechanism of optical transition states of organic molecules by near-field optical microscopy with force detection

力检测近场光学显微镜研究有机分子光学过渡态的观察机制

基本信息

  • 批准号:
    21H04662
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 27.29万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-05 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

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。本年度は、以下のような成果が得られた。1)有機分子の分子軌道に影響しない原子レベルで平坦な絶縁性表面の作製 単一分子を効率的に光照射するため、金属探針と金属基板(ギャップモード)による増強電場を用いる。また、有機分子の分子軌道が、金属基板の電子状態と混成しないようにする必要がある。そこで、Ag(001)表面上に2原子層の絶縁性ペンタセン薄膜を形成した基板を作製した。2)近接場光学顕微鏡の超高感度・超高分解能観察の実証 物質表面の構造と局在する近接場光の分布を原子スケールでより超高感度・超高分解能に観察できることを実証した。分子としては、ペンタセン薄膜/Ag(001)基板上に吸着させたフラーレン分子を取り上げた。金属探針としては、金(Au)コート探針を用いた。3)非励起状態における単一分子の骨格構造と誘起分極パターンの解明 上記2)で取り上げたフラーレン分子の五員環と六員環を実験的に撮像することに成功した。また、光誘起力の探針と分子の間の距離依存性を測定することにも成功した。
Light の electricity industry が material に induced す る extremely は, electronic の excitation state の intelligence を み, light と matter と の interaction に お い cut を bear う て center service quantity で あ る. <s:1> れを た, <s:1> れまで atoms スケ れまで で で で れを れを directly 観 observe た た example な な な. This research aim の は, force 検 out を い た nearly by optical 顕 micro mirror (light induced force 顕 micro mirror) の さ ら な る super high sensitivity is changed, decomposition を will be now す る と に, そ の atomic decomposition can 観 examine の institutions を interpret す る こ と で あ る. For the current year, が and the following ような ような achievements が obtain られた. 1) organic molecules の molecular orbital に influence し な い atomic レ ベ ル で flat surface の な never try sex as a molecular system 単 を sharper rate に light す る た め と metal substrate, metal probe (ギ ャ ッ プ モ ー ド) に よ を る raised strong electric field with い る. The mixture of また, organic molecule <s:1> molecular orbitals が, and the <s:1> electronic state of the metal substrate と is <s:1> な ようにする ようにする ようにする necessary がある. そ こ で に 2, Ag (001) surface atomic layer の never try sex ペ ン タ セ を ン film forming し た substrate を cropping し た. 2) nearly by optical 顕 micromirror の ultra-high sensitivity, ultra-high can decompose 観 examine の be the material surface の tectonic と bureau in す る nearly meet light の distribution を atomic ス ケ ー ル で よ り ultra-high sensitivity, ultra-high can decompose に 観 examine で き る こ と を card be し た. Molecular と し て は, ペ ン タ セ ン film/Ag (001) substrate に sorption さ せ た フ ラ ー レ ン molecular を take り げ た. Metal probes と て て and gold (Au)コ コ ト probes を use と た. 3) in the excitation state に お け る 単 a molecular の bone structure と induced polarization パ タ ー ン の interpret written on the 2) で take り げ た フ ラ ー レ ン molecular の five-membered ring と six membered ring を be 験 に pinch of like す る こ と に successful し た. Youdaoplaceholder0, the <s:1> distance dependence between <s:1> molecules of the light-induced force <s:1> probe を was determined, and the する <s:1> とに とに を was successfully determined. Youdaoplaceholder5 た た.

项目成果

期刊论文数量(32)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
バルク状態と表面状態の表面電位を分離測定可能なケルビンプローブ力顕微鏡の開発
开发可分别测量体态和表面态表面电位的开尔文探针力显微镜
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    菅原康弘;宮崎雅大;李艶君
  • 通讯作者:
    李艶君
Probing CO on a rutile TiO2(110) surface using atomic force microscopy and Kelvin probe force microscopy
  • DOI:
    10.1007/s12274-021-3809-x
  • 发表时间:
    2021-09-25
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.9
  • 作者:
    Adachi, Yuuki;Sugawara, Yasuhiro;Li, Yan Jun
  • 通讯作者:
    Li, Yan Jun
界面状態密度を測定できる高周波と低周波の 交流バイアス電圧を用いるケルビンプローブ力分光法
使用高频和低频交流偏置电压的开尔文探针力谱可以测量界面态密度
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    和泉遼;宮崎雅大;李艶君;菅原康弘
  • 通讯作者:
    菅原康弘
Atomic-scale Measurement of Photoinduced Force between a Tip and the Electron Orbital of C60 Single-molecule
原子尺度测量尖端与 C60 单分子电子轨道之间的光生力
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    上野宗真;松田欣之;藤井朱鳥;Tatsuya Yamamoto and Yasuhiro Sugawara
  • 通讯作者:
    Tatsuya Yamamoto and Yasuhiro Sugawara
光誘起力顕微鏡による有機薄膜光学特性のナノスケール観測
使用光诱导力显微镜观察有机薄膜的光学性质
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山本達也;福澤哉太;菅原康弘
  • 通讯作者:
    菅原康弘
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雰囲気制御光電子分光による表面反応過程のその場観測
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    0
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    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    李 艶君
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  • 通讯作者:
    Kazunari Matsuda
バルク状態と表面状態の表面電位を分離可能なケルビンプローブ力顕微鏡の開発
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    菅原 康弘;宮崎 雅大;李 艶君
  • 通讯作者:
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    $ 27.29万
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    10135218
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    1989
  • 资助金额:
    $ 27.29万
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    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

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  • 资助金额:
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    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 27.29万
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    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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  • 批准号:
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  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 27.29万
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  • 批准号:
    13750055
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 27.29万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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知道了