微弱電流検出可能な近接場光学顕微鏡の開発と光機能性材料の観察

开发可检测弱电流及光学功能材料观察的近场光学显微镜

• 批准号: 13750055
• 负责人: 岩田 太
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Shizuoka University
• 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-13750055/
• 关键词: SNOM; 近接場光; ナノスケール計測; エレクトロクロミック; 光機能材料; AFM; 微弱電流検出; フォトキャリア; EC

近接場光学顕微鏡(Scanning Near-field Optical Microscopy : SNOM)は近接場光を利用することで光の回折限界を超える高分解能を有する新しい光学顕微鏡である。SNOMは今日,有機分子,半導体、生物と様々な分野で活用されている。また、次世代の光エレクトロニクスデバイスの開発において光子と電子が相互作用する光機能材料の評価は重要である。得にナノメートルスケールの局所領域での光と電子の相互作用を解明することは大変重要な課題である。本研究では光機能性を有する半導体や導電性高分子の光励起電流や電界発光特性を局所的に観察できる新しい近接場光学顕微鏡システム(SNOM)を開発し、光機能材料や光機能エレクトロニクスデバイスにおけるナノスケール計測を行うことを目的とした。具体的には微弱電流が測定可能な新たな近接場光学顕微鏡(SNOM)を開発し、そのパフォーマンスを確認する実験を行った。SNOM探針の製作においてITO薄膜等の導電性透明電極を作製する光ファイバ探針先端や、金属プロープによる電場増強効果を利用したアパーチャレスタイプの近接場光学顕微鏡を応用した。これらのシステムを用いることで光導電性を有する材料ではファイバ探針から照射される近接場光により局所的に励起される光電流をその導電性ファイバ探針で直接測定でき、フォトキャリア分布像を取得できた。また、これらのシステムを用いて電圧印加により着消色する薄膜試料(エレクトロクロミック材料)のナノスケール局所発光及び着消色現象を観察し、新たなメカニズムや新しい光エレクトロニクスデバイス開発における知見を得た。

Scanning Near-field Optical Microscopy (SNOM) is a new type of optical micromirrors that can utilize near-field light to improve the resolution of light. SNOM is used today in the fields of organic molecules, semiconductors and biology. It is very important to evaluate the development of optical functional materials in the next generation. It is an important topic to understand the interaction between light and electronics in the field of offices and offices. In this study, we investigated the photo-functional semiconductor and conductive polymer photo-excited current and electro-luminescence properties, and developed a new type of near-field optical micro-mirror (SNOM). Specific weak current measurements may be performed using a new near-field optical micro-mirror (SNOM). In the fabrication of SNOM probes, conductive transparent electrodes such as ITO thin films are used for optical probe tips, metal probes, and near-field optical micromirrors The photoconductivity of the material is measured directly by the probe. The photoconductivity of the material is measured directly by the probe. The photoconductivity of the material is measured by the probe. The light emission and discoloration phenomena of thin film samples (materials) were observed and new light emission and discoloration phenomena were observed.

项目成果

F. Iwata: "Photoconductive imaging in a photon scanning tunnelingmicroscope capable of point-contact current sensing using a conductive fiber"J. Microscopy. 202. 188-192 (2001)

F. Iwata：“能够使用导电纤维进行点接触电流传感的光子扫描隧道显微镜中的光电导成像”J。

F.Iwata, K.Mikage, H.Sakaguchi, N.Kitao, A.Sasaki: "Nanometer-scale electrochromic modification of NiO films using a novel technique of scanning near-field optical microscopy"Solid State Ionics. (発表予定). (2003)

F.Iwata、K.Mikage、H.Sakaguchi、N.Kitao、A.Sasaki：“使用扫描近场光学显微镜新技术对 NiO 薄膜进行纳米级电致变色改性”固态离子学（待提交）。 （2003）

F.Iwata, K.Mikage, H.Sakaguchi, N.Kitao, A.Sasaki: "Current-sensing scanning near-field optical Microscopy using a metal probe for nanometer-scale observation of electrochromic film"J.Microscopy. (発表予定). (2003)

F.Iwata、K.Mikage、H.Sakaguchi、N.Kitao、A.Sasaki：“使用金属探针进行电致变色薄膜纳米级观察的电流传感扫描近场光学显微镜”（J.Microscopy）。 2003）

Y.Kawata, S.Urahara, M.Murakami, F.Iwata: "The use of capillary force for fabricating probe tips for scattering type near-field scanning optical microscopy"Appl.Phys.Lett.. 82. 1598-1600 (2003)

Y.Kawata、S.Urahara、M.Murakami、F.Iwata：“使用毛细力来制造散射型近场扫描光学显微镜的探针尖端”Appl.Phys.Lett.. 82. 1598-1600 (2003

F.Iwata, K.Mikage, H.Sakaguchi, N.Kitao, A.Sasaki: "Nanometer-scale electrochromic properties observed by scanning near-field optical microscopy capable of local current sensing"Trans.Mat.Res.Soc.Jpn.. 27. 361-364 (2002)

F.Iwata、K.Mikage、H.Sakaguchi、N.Kitao、A.Sasaki：“通过能够局部电流感应的扫描近场光学显微镜观察纳米级电致变色特性”Trans.Mat.Res.Soc.Jpn。