フェムト秒時間分解能を持つ近視場光学顕微鏡の開発と有機薄膜の局所光物性の研究

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最終年度はCWレーザー光励起による電流を検出する原子間力顕微鏡(光電導性AFM)を開発し、有機薄膜のナノメートル光電子物性を検討した。試料は、銅フタロシアニン(CuPc)のITOガラスへの真空蒸着膜(厚さ100nm〜10nm)を用いた。制作した光導電性AFMは、コンタクトモードAFM、電流検出回路、全反射型エバネッセント光励起系の三つのコンポーネントから成る。自作したAFMは、フィードバック回路、ドライバ、光てこ法によるPSD、ピエゾアクチュエータから構成される。カンチレバーは、金蒸着されたSiNを用いた。高速電流アンプにより、試料の暗電流を検出した。He-Neレーザー(633nm)、またはAr^+レーザー(514nm)をプリズム上に配置した試料に全反射角で入射し、エバネッセント光による励起を行った。チョッパーと同期した周波数におけるシグナルをロックインアンプにより検出することにより光電流を観測した。試料のナノメートル局所領域における光電導を検討した。励起光の照射により光電流が観測された。また、光電流は励起波長依存性を示し、吸収スペクトルとほぼ対応した。I/V特性は電極構造を反映して、整流特性を示した。ピエゾアクチュエータの二次元スキャンにより、光電流像が得られた。以上より開発した光電導AFMにより、量子構造の局所光電物性の観測が可能になった。