サブ10nm量子ドットの超解像近接場分光

昨年度に作製したサブ10nm量子ドット(ナノカラム)の作製条件最適化を行った。ナノカラムの直径は、シリコン基板表面に存在する自然酸化膜の影響で、エッチングマスクであるフェリチン鉄コアの直径(7nm)よりも大きくなってしまう傾向があった。しかし、エッチングに用いる中性粒子ビームのエネルギーやガスケミストリー(塩素、フッ素)を最適化することで、その影響を最小限に抑制し、直径が細く垂直性が高いサブ10nm量子ドット(ナノカラム)を高密度に作製できることが示された。また、TEMおよびESRの観測より、ナノカラムは結晶構造を完全に維持し、表面は原子レベルで平坦であり、表面における欠陥(Pbセンター)の密度も4.7×10^<11>cm^<-2>と極めて低いことが分かった。超解像近接場光プローブの開発を行った。昨年に引き続き、近接場光を増強するためのBow-tieアンテナ型のプローブを試作し、評価を行った。プローブは、光を集光して増強するアンテナ、およびアンテナを機械的に駆動して効率をあげるための静電駆動機構から構成されている。これまで問題になっていたプローブの形状の非対称性を改善するため、新しい作製方法を開発し、サブ波長の高分解能が達成できた。このプローブを既に導入されている原子間力顕微鏡(AFM)のカンチレバーに設置し、Arイオンレーザーと組み合わせて近接場光を発生させる装置を開発した。また、近接場光による分光ができるかどうかの実験を進めた。さらに、当該プローブを量子ドットに適用する実験を進めた。

昨年度に作製したサブ10nm量子ドット(ナノカラム)の作製条件最適化を行った。ナノカラムの直径は、シリコン基板表面に存在する自然酸化膜の影響で、エッチングマスクであるフェリチン鉄コアの直径(7nm)よりも大きくなってしまう傾向があった。しかし、エッチングに用いる中性粒子ビームのエネルギーやガスケミストリー(塩素、フッ素)を最適化することで、その影響を最小限に抑制し、直径が細く垂直性が高いサブ10nm量子ドット(ナノカラム)を高密度に作製できることが示された。また、TEMおよびESRの観測より、ナノカラムは結晶構造を完全に維持し、表面は原子レベルで平坦であり、表面における欠陥(Pbセンター)の密度も4.7×10^<11>cm^<-2>と極めて低いことが分かった。超解像近接場光プローブの開発を行った。昨年に引き続き、近接場光を増強するためのBow-tieアンテナ型のプローブを試作し、評価を行った。プローブは、光を集光して増強するアンテナ、およびアンテナを機械的に駆動して効率をあげるための静電駆動機構から構成されている。これまで問題になっていたプローブの形状の非対称性を改善するため、新しい作製方法を開発し、サブ波長の高分解能が達成できた。このプローブを既に導入されている原子間力顕微鏡(AFM)のカンチレバーに設置し、Arイオンレーザーと組み合わせて近接場光を発生させる装置を開発した。また、近接場光による分光ができるかどうかの実験を進めた。さらに、当該プローブを量子ドットに適用する実験を進めた。