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近接場紫外パルス光による有機固体表面の光化学反応・ナノメートル形状変化の解析

使用近场紫外脉冲光分析有机固体表面的光化学反应和纳米形状变化

基本信息

批准号：
12740379
负责人：
吉川裕之
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では有機固体表面に励起光を照射した際に誘起されるナノメートルオーダーの表面形状変化と、個々の分子の形態変化との関係を明らかにするため、近接場顕微鏡を利用して局所的に励起光を照射し、蛍光特性や表面形状を100nmの空間分解能で調べ、解析した。ポリチオフェン誘導体薄膜に励起光を照射して表面形状変化を局所的に誘起し、これが個々の高分子鎖の形態変化に起因することを蛍光スペクトル解析により明らかにした。励起光照射に伴い、幅200mmの領域において試料表面が数nm程度隆起し、蛍光スペクトルを解析した結果、光熱変換に基づく温度上昇により高分子鎖のコンホメーションが変化し、試料の表面形状変化に至ったことが分かった。また個々の高分子鎖のコンホメーション変化が先に観測され、その後表面形状変化に至ることが明らかになり、コンホメーション変化による体積変化が、分子の周りの自由体積を上回る必要があるためであると考察した。このように高分子薄膜において、個々の高分子鎖のコンホメーション変化と、試料の表面形状変化が直接的に結びついていることを初めて明らかにした。さらに局所光反応の誘起には不可欠な、高強度の紫外パルス光が導入できる中空型近接場プローブを用いた近接場顕微鏡を開発した。本システムは150mJ/cm^2(尖頭値880GW/cm^2)の高強度フェムト秒パルスを直径250nmの微小領域に照射でき、空間分解能が300nmのトポグラフィー像、250nmの光学像(蛍光像)を測定できる性能を有する。本システムを用いて厚さ400nmの銀蒸着膜にフェムト秒紫外パルス光を照射し、レーザーアブレーションにより直径350nmの穴をあけることに成功した。

In this study, the surface shape transformation and molecular morphology transformation of organic solid surface under excitation light irradiation were studied. The spatial resolution energy of excitation light irradiation, fluorescence characteristics and surface shape at 100nm was modulated and analyzed by using near-field micromirrors. The reason for the change of polymer shape is that the film is excited by light. Excited light irradiation in the middle, amplitude of 200mm in the field of the sample surface to a few nm degree of uplift, fluorescence analysis results, light and heat conversion, basic temperature rise, polymer lock temperature change, sample surface shape change to a few nm. The polymer chain changes from the first to the second, and the volume changes from the first to the second. The polymer film is formed by a polymer chain, and the surface shape of the sample is changed directly. In addition, the induction of local light reflection can be achieved by introducing high-intensity ultraviolet light into the hollow near-contact field and using the near-contact micro-mirror. This system has high intensity optical properties of 150mJ/cm^2(tip value of 880GW/cm^2), high spatial resolution energy of 300nm optical image, and 250nm optical image. This system uses silver vapor deposition film with a thickness of 400nm to irradiate with ultraviolet light, and the film has a diameter of 350nm.