レーザーアブレーション蛍光分光法による物質表面のナノスケール分析

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本研究で提案したレーザーアブレーション蛍光分光法は非常に高い検知感度を持っており、本年度はその高感度性を利用したナノスケールの固体表面分析を試みた。実験としては、色ガラスフィルター(Na含有量13.3%)をNaを含む固体試料としてもちい、QスイッチNd:YAGレーザーの第3高調波(波長0.355μm)および、ArFエキシマレーザー(波長0.193μm)という紫外パルスレーザーの照射による固体表面の剥離実験を行なった。剥離結果を電子顕微鏡などで観測したところ、この試料においてはArFエキシマレーザーによる表面剥離が適しており、表面の塑性・形状変化もほとんどなく、レーザーのフルエンス(面積あたりの照射エネルギー)を制御することにより、一ショット当り平均1nm〜0.4nmという非常に薄いレイヤーで固体表面を削りとることができることが確認できた。しかし、ビーム断面中のフルエンスの不均一性があるため、広い範囲を均一にアブレートできず、さらに低いNa濃度ではこうしたナノスケール剥離で蛍光を得ることが難しいことも分かってきた。今後はアブレーションビーム質などをさらに改善することにより、より高感度な分析を試みていく。