ナノプラズマ創成とナノ空間表面分子質量分析法の融合研究

纳米等离子体生成与纳米空间表面分子质谱的融合研究

基本信息

批准号：
16040205
负责人：
藤浪眞紀
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究ではフェムト秒レーザー光照射による特異的なアブレーションおよびその分析への応用を目的とする。アプローチの一つは,局所的な電場増強効果を示す金属探針を用い,その先端にフェムト秒レーザーを集光照射することにより局所的に対象試料をアブレーションさせるものである。昨年度製作した装置を用いて,電場増強効果の期待できる金探針の効果を研究した。一方で金探針は再現性のよい電解研磨が困難であった。その原因が電圧切断のタイミングにあることを見出し、それを数msのオーダーで制御できる自動電解研磨装置を製作し,再現性のよい金探針の作成法を完成させた。その金探針をシアフォース制御で試料上約10nmの距離まで近接させ,探針の軸に対してほぼ垂直方向から直線偏光させたフェムト秒レーザー光を集光・照射した。試料はガラス上に蒸着したアルミである。生成した溝状の凹凸は,幅50nm,深さ10nm程度であった。タングステンと金との差は,期待したほどではなかったが,現在報告されているフェムト秒レーザー照射でのアブレーションサイズの最小値を一桁以上凌駕する結果を得ることに成功した。もう一つの課題であるラマン散乱計測では数十nm領域の空間分解能をもつ溶液中での固体表面の計測法の開発を目的とした。液固界面での測定の最大の問題点は探針の液中制御であった。そこで試料側が開放されたガラスチューブでチューニングフォークを液から分離することにより,チューニングフォークを濡らすことなく探針および試料は液中に存在させながらの安定制御を実現することができた。この開発により溶液中でガラス基板に付着したマラカイトグリーン分子のラマン散乱スペクトルを数千倍の増強度で測定することに成功した。

这项研究旨在通过飞秒激光照射及其在分析中的应用来特别消融。一种方法涉及使用表现出局部电场增强效果的金属探针，并在尖端上收集飞秒激光以局部消灭目标样品。使用去年生产的设备，我们研究了黄金探针的效果，可以预期具有电场增强作用。另一方面，用金探针良好的可重复性进行电抛光是很难的。我们发现原因是电压切割的时机，并创建了一个自动抛光设备，该设备可以按几个MS的顺序进行控制，并完成了一种创建具有良好可重复性的金探头的方法。在剪切力控制下以约10 nm的距离使金探针接近样品，并用飞秒激光收集和辐照，该激光从几乎垂直于探针轴的方向线性极化。样品是沉积在玻璃上的铝。形成的类似凹槽状的不平衡宽约50 nm，深10 nm。钨和黄金之间的差异并非预期，但是我们成功地取得了超过当前报道的飞秒激光照射的最小消融大小值的结果。另一个问题是拉曼散射测量，旨在开发一种在几十nm范围内具有空间分辨率的溶液中固体表面的方法。液体固体界面测量的最大问题是控制液体中的探针。因此，通过使用带有样品侧的玻璃管将调谐叉从液体中分离出来，在液体中存在探针和样品而无需润湿调音叉时，就可以实现稳定的控制。这种发展已被用来成功测量在溶液中粘附在溶液中的孔雀石绿色分子的拉曼散射光谱，其强度增加了几千倍。