近接場偏光分光法の開発とナノ磁気光学への応用

近场偏振光谱的发展及其在纳米磁光中的应用

• 批准号: 13740174
• 负责人: 斎木 敏治
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Keio University (2002)The University of Tokyo (2001)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13740174/
• 关键词: 近接場光学顕微鏡; プローブ; FDTD法; 偏光; 磁気光学効果; カー効果; 相変化材料; 磁気光学; 磁区; 液晶

光ファイバをテーパー化し、遮光金属膜を塗布した後、先端に微小開口を作製することにより、NSOMプローブを準備した。開口を通して反射光をできる限り効率よく集光する必要があるため、テーパー構造の設計をFDTD法計算機シミュレーションによっておこない、2〜3倍の感度向上を確認した。設計された構造を化学エッチングによって実現し、金コートの後、開口を試料への押し付け法によって作製した。13年度の予備実験の結果をふまえ、計測システムの改良をおこなう。偏光検出感度の向上が最重要課題であった。これまでのクロスニコル配置だけではなく、バランス検出、光弾性変調器による偏光変調検出などを試み、いずれにおいても改善を確認した。その他、ファイバの固定法や背景光除去などの細かな工夫をおこない、全体として前年度と比較して5倍程度の感度向上を達成することができた。また、半導体ナノ構造でのスピンダイナミクスの測定などを目的として、低温・磁場下にて動作するNSOMを設計し、その製作にとりかかった。観察対象としては、GGG薄膜、ハードディスク、MOディスクなどを試みた。光源としては、アルゴンレーザ、ヘリウムネオンレーザを用いた。波長にも依存するが、いずれの試料に対しても反射配置(カー回転計測)において、100〜200nmの空間分解能を確認した。また、今回開発した高い偏光検出感度を生かし、主に開口部にて生じる偏光解消効果を利用した非磁性材料のイメージングもおこなった。ここでは相変化記録材料(DVD)の記録マーク、ならびに30nmのナノピットを観察対象とした。いずれも30nm以下の小さな開口に対しても強いコントラストが確認され、分解能も30nmが確認された。超高密度光ディスクにおけるマーク読み出し法として有望であることを示した。

Light フ ァ イ バ を テ ー パ ー し, shading metal film を coated し た, apex に tiny openings を system after す る こ と に よ り, NSOM プ ロ ー ブ を prepare し た. Opening を tong し て reflected light を で き る り limited working rate よ く concentrated す る necessary が あ る た め, テ ー パ ー tectonic の design を FDTD method computer シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ っ て お こ な い, 2 ~ 3 times の sensitivity up を confirm し た. Design さ れ た tectonic を chemical エ ッ チ ン グ に よ っ て be し now, gold コ ー ト の, after opening を sample へ の detain し pay け method に よ っ て cropping し た. In the 13th year, the <s:1> preparation of the experimental results をふまえ and the planning システム were improved をお をお なう なう. The most important issue for polarized light is that the sensitivity of 検 is upward が. こ れ ま で の ク ロ ス ニ コ ル configuration だ け で は な く, バ ラ ン ス 検 out, light 弾 - modulator に よ る polarization - adjustable 検 out な ど を み, い ず れ に お い て も improve を confirm し た. そ の him, フ ァ イ バ の や background light fixed method to remove な ど の fine か な time を お こ な い, all と し て before annual と compare し て 5 times degree の sensitivity を reach upward す る こ と が で き た. ま た, semiconductor ナ ノ tectonic で の ス ピ ン ダ イ ナ ミ ク ス の determination な ど を purpose と し て, low temperature, magnetic field に て action す る NSOM を design し, そ の making に と り か か っ た. 観 was like と seaborne し て は, GGG film, ハ ー ド デ ィ ス ク, MO デ ィ ス ク な ど を try み た. Light source と し て は, ア ル ゴ ン レ ー ザ, ヘ リ ウ ム ネ オ ン レ ー ザ を with い た. Wavelength に も dependent す る が, い ず れ の sample に し seaborne て も reflection configuration (カ ー back planning measuring) に お い て, 100 ~ 200 nm の space decomposition can を confirm し た. ま た, today back to 発 し た い polarizing 検 out high sensitivity を raw か し, Lord に openings に て raw じ る polarized solution services fruit を elimination using し た nonmagnetic materials の イ メ ー ジ ン グ も お こ な っ た. The phase change recording material (DVD) <s:1> records the corresponding images of the ならびに30nm <s:1> ナノピットを観 observation and と <s:1> た た. Small い ず れ も below 30 nm の さ な openings に し seaborne て も strong い コ ン ト ラ ス ト が confirm さ れ, decomposition can も 30 nm が confirm さ れ た. Ultra-high density light ディス, における, 読み, 読み, 読み 読み method と, て is expected to show た, とを, とを.

项目成果

T.Tadokoro, T.Saiki, H.Toriumi: "Design and Implementation of Near-Field Scanning Optical Microscope for Observation of Interfacial Liquid Crystal Orientation"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.41 No.2A. L152-L154 (2002)

T.Tadokoro、T.Saiki、H.Toriumi：“用于观察界面液晶取向的近场扫描光学显微镜的设计与实现”日本应用物理学杂志。

K.Sawada, H.Nakamura, H.Kambe, T.Saiki: "FDTD analysis of a near-field optical fiber probe with a double tapered structure"IEICE Transactions on Electronics. Vol.E85-C No.12. 2055-2058 (2002)

K.Sawada、H.Nakamura、H.Kambe、T.Saiki：“具有双锥形结构的近场光纤探针的 FDTD 分析”IEICE Transactions on Electronics。

S.Hosaka, T.Shintani, H.Koyanagi, K.Katoh, T.Nishida, T.Saiki: "Far-field and near-field optical reading of under-50 nm-sized pits"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.41 No.8A. L884-L886 (2002)

S.Hosaka、T.Shintani、H.Koyanagi、K.Katoh、T.Nishida、T.Saiki：“50 nm 以下凹坑的远场和近场光学读取”日本应用物理学杂志。

K.Matsuda, T.Saiki, S.Nomura, M.Mihara, Y.Aoyagi: "Near-field photoluminescence imaging of single semiconductor quantum constituents with a spatial resolution of 30nm"Applied Physics Letters. Vol.81 No.12. 2291-2293 (2002)

K.Matsuda、T.Saiki、S.Nomura、M.Mihara、Y.Aoyagi：“空间分辨率为 30nm 的单一半导体量子成分的近场光致发光成像”应用物理快报。