エバネッセント場の力による高分解能検出に関する研究

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エバネッセント光を力として高分解に測定するため、まず、力の高感度検出と先鋭で清浄な顕微鏡探針の実現に重点を置き研究を推進した。次に、エバネッセント光を力として高感度・高分解能に測定のための指針を検討した。具体的な成果は以下のようになっている。1)探針に働く力の高感度検出の実現高分解能なフォトン原子間力顕微鏡を実現するためには、探針に働く微弱な力を高感度に検出する必要がある。具体的には、探針の振動振幅を安定に保持しながら、探針の機械的共振周波数の変化を高感度に検出する必要がある。そこで、まず、現有の探針の変位検出回路にノイズ成分の極めて少ないホトダイオードを導入し、超高感度な力検出を実現した。2)先鋭で清浄な顕微鏡探針を実現するための条件の検討エバネッセント場と相互作用する探針先端の寸法が、空間分解能を大きく左右する。そこで、現有の顕微鏡探針処理評価装置を用いて、先鋭で清浄な探針を実現するための条件を検討した。3)ケルビン法の導入と空間分解能を向上させるための指針の取得試料表面の仕事関数の分布が、フォトン原子間力顕微鏡の空間分解能に強く影響することが判明している。そこで、試料表面の仕事関数の影響を除去しながら、エバネッセント光を力に変換する測定方法(具体的には、ケルビン法)を新たに導入し、その効果を実験的に確認した。4)フォトン原子間力顕微鏡の性能評価試料表面としてプリズム表面に展開された金薄膜を取り上げ、フォトン原子間力顕微鏡の垂直方向および水平方向の分解能を評価した。