金属オーバーレイヤー・ラマン分光法による加工変質層における極表面評価

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金属オーバーレイヤー・ラマン散乱分光法による加工変質層における極表面評価」の実現のため，表面プラズモン増強ラマン散乱の未だ解明されていない増強因子，およびメカニズムの解明し，さらに，加工変質層や薄膜材料に適用・展開することを目標として研究を行った．本年度は，表面プラズモン増強ラマン散乱の測定のために，ラマン散乱励起光として可視域から紫外域までを選択可能な顕微ラマン散乱分光システムの構築を進めた．また，金属オーバーレイヤー層の基礎的な光学特性を評価できるよう光吸収および反射光学測定システムを構築した．さらに，加工変質層の試料の材質と，金属の種類，金属粒子の粒径・密度，励起波長と表面プラズモン増強効果の発現因子との関連を調べるために，真空蒸着法による金属オーバーレイヤー層の製膜について取り組んだ．真空蒸着における各種パラメータを制御することによって数十nm～数100nmの金膜の製膜を行った．シリコンウェハ上に金属オーバーレイヤー層を蒸着した試料において，励起波長532nmの顕微ラマン散乱分光測定を行ったところ，オーバーレイヤー層が数十nmの試料において表面の酸化非晶質層を観測することができ，増強効果を確認することができた．本手法における深さ方向の分解能を評価するためには，表面の加工変質層の厚さを制御した参照試料が必要である．そのため，加工変質層を有する試料作製の準備も進めた．具体的には，炭素系薄膜に着目し，機械的損傷やイオン打ち込みなどを行い，それによって生じる加工変質層について評価を行った．