走査型テラヘルツ近接場分光法による光誘起相転移ダイナミクスの研究

利用扫描太赫兹近场光谱研究光致相变动力学

基本信息

批准号：
17204024
负责人：
田中耕一郎
金额：
$ 17.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17204024/
关键词：
走査プローブ顕微鏡テラヘルツ光物性光誘起相転移

项目摘要

初年度は、走査型テラヘルツ近接場顕微分光法の確立とテラヘルツ全反射装置による光誘起相転移物質の評価をおこなった。以下、この2つの研究項目について具体的な研究成果を述べる。まず、現有のテラヘルツ全反射分光装置を改良し、近接場光学への拡張に適した小型で安定な測定装置を構築した。時間遅延ステージ、データ取得方法を大幅に改善し、空間マッピングで重要な測定時間の短縮や微小信号におけるSN比の改善をめざした。このために、オプティカルディレイスキャナーなどの備品を購入し、装置に組み込んだ。従来の装置に対して面積比で4分の1の大きさまで小さくすることができた(永井、田中)。次に、現有のリニアスキャナ搭載原子間力顕微鏡システムのシグナルアクセスコンソールオプションやモーターズームオプション、ステージフレームを購入し、走査型テラヘルツ近接場顕微分光法の準備実験としてAFM動作の確認と拡張への指針を得た。また、標準試料の作成に取り組んだ。Si基盤上に金属膜からなる複合膜をリソグラフィーにより作製し、上記のAFMによりその構造を確認した(田中)。光誘起相転移の実験にもちいるスピンクロスオーバー錯体のダイナミクスの実験も開始した。特に、複核スピンクロスオーバー錯体における光励起においては、照射光の波長を変えることにより自由自在に3つのスピン状態間の遷移を起こさせることに成功した。また、光照射による時間発展を詳細に測定し、相転移においてミクロ構造が現れることを示唆する結果を得た。すべての温度域で高スピン-高スピン常磁性相が安定な時複核スピンクロスオーバー錯体に対しては、熱的には得られない低スピン-高スピン中間層を数時間以上の寿命で得ることに成功した。(白井、田中)。更に、走査型テラヘルツ近接場実験の準備として、スピンクロスオーバー錯体やEDO-TTF結晶の温度誘起相転移にともなうTHzスペクトルの変化を観測した。

在第一年，我们建立了扫描Terahertz近场微观镜检查，并使用Terahertz总反射装置评估了光诱导的相变材料。下面，我们将为这两个研究项目解释具体的研究结果。首先，改进了现有的Terahertz总反射光谱仪，以构建一种适合扩展到近场光学元件的紧凑，稳定的测量设备。目的是显着改善时间延迟阶段和数据采集方法，并通过空间映射缩短重要的测量时间，并提高小信号的S/N比。为此，购买了诸如光学延迟扫描仪之类的设备并将其纳入设备。传统设备的面积比减少到四分之一（田中纳迦）。接下来，我们购买了配备有线性扫描仪的当前原子力显微镜系统的信号访问控制台选项，电动机变焦选项和舞台框架，并获得了检查和扩展AFM操作的指导，作为扫描Terahertz近场微观光谱的准备实验。我们还致力于准备标准标本。由金属膜制成的复合膜是通过光刻在SI基板上制备的，并使用上述AFM（田中）确认其结构。我们还开始对旋转跨界复合物的动力学进行实验，这些动力学用于光诱导的相变实验。特别是，在双核自旋交叉复合物的光激发时，通过改变辐照光的波长自由实现了三个自旋状态之间的过渡。此外，详细测量了由光照射引起的时间演变，结果表明微观结构出现在相变中。对于时间二核自旋跨界复合物，在所有温度范围内，高旋转高旋转顺磁相均稳定，我们成功获得了低旋转旋转的高旋转层中层，该层无法热获得几个小时或更长时间。（田中Shirai）。此外，在准备扫描Terahertz近场实验的过程中，观察到由于温度诱导的自旋横向复合物和EDO-TTF晶体引起的THZ光谱的变化。