プラズモンによる蛍光増強を用いた電子線励起超解像顕微鏡

利用等离子体激元荧光增强的电子束激发超分辨率显微镜

基本信息

  • 批准号:
    22K04965
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

ALD法を用いて積層数を変えたAl2O3/ZnO/Al2O3構造を有する蛍光薄膜を作製し、それらを表面粗さや蛍光強度で評価した。SiN薄膜上にAl2O3(10 nm)/ZnO(100 nm)/Al2O3(20 nm)のZnO単層蛍光薄膜を成膜した。また、Al2O3(10 nm)/ZnO(10 nm)を6層積層し、表面にAl2O3(10 nm)を成膜した積層型蛍光薄膜を作製した。作製した蛍光薄膜に電子線を照射し、その発光強度を比較した。その結果、Al2O3(10 nm)/ZnO(100 nm)/Al2O3(20 nm)蛍光薄膜の発光強度が2倍程度高かった。これは、ZnOの膜厚の合計が、ZnO単層蛍光薄膜が100 nm、積層型蛍光薄膜が60 nmであったためだと考えられる。また、積層型蛍光薄膜では、Al2O3とZnO界面で反射が起こるため、光強度が減少する。次に、表面粗さについて評価した。表面粗さRMSは、ZnO単層蛍光薄膜で1.9 nm、積層型蛍光薄膜で0.5 nmであった。Al2O3の導入により、RMSが向上し、発光の空間的な均一性も向上した。次に、Al2O3/ZnO/Al2O3のZnO単層蛍光薄膜においてZnO層の膜厚とを変えて、RMSと空間分解能を評価した。また、SiN基板の表面もしくは裏面のどちらか一方にZnO単層蛍光薄膜を成膜した蛍光薄膜を用意した。ZnO層の膜厚が大きくなると、RMSは大きくなることが分かった。ZnO層が30 nmから110 nmに増加すると、RMSは1.4 nmから2.6に線形に増加した。また、空間分解能の評価を行なった。その評価にはDerivative method (DR 法)を用いた。その結果、ZnO層の膜厚が薄くなると空間分解能は向上した。ZnO層が110 nmから30 nmに増加すると、分解能は120 nm程度向上した。ZnO単層蛍光薄膜をSiN基板の裏面に成膜した方が、分解能が良いことが分かった。裏面に成膜した方が入射電子線の散乱を抑えることができるため、表面に成膜するより裏面に成膜した方が、分解能が良いと考えられる。
The ALD method uses an Al2O3/ZnO/Al2O3 structure with a high number of layers and a light film, and a surface roughness based on the light intensity. A single-layer ZnO optical film of Al2O3(10 nm)/ZnO(100 nm)/Al2O3(20 nm) is formed on the SiN film.また、Al2O3(10 nm)/ZnO(10 nm)を6 laminated layer, surface Al2O3(10 nm) をfilm formation, laminated type optical film was produced. The optical film was produced and irradiated with electron beams, and the intensity of the light was compared. As a result, the light intensity of the Al2O3(10 nm)/ZnO(100 nm)/Al2O3(20 nm) film was about 2 times higher.これは, ZnO's total film thickness is 100 nm, ZnO single-layer optical film is 100 nm, laminated type optical film is 60 nm, and the thickness is 100 nm.また, laminated type light film では, Al2O3 and ZnO interface でreflection がこるため, light intensity does not decrease する. Second, the surface is rough and the surface is rough. The surface roughness is RMS, the ZnO single-layer optical film is 1.9 nm, and the multilayer optical film is 0.5 nm. The introduction of Al2O3, the upward direction of RMS, and the uniformity of space of light, upward direction. Second, Al2O3/ZnO/Al2O3 single-layer ZnO optical thin film, ZnO layer thickness, RMS spatial decomposition energy, evaluation. The surface of the SiN substrate and the inner side of the ZnO single-layer optical film are used for forming the optical film. The film thickness of the ZnO layer is large and the RMS is large and thick. The ZnO layer is 30 nm, 110 nm, and 110 nm, and the RMS is 1.4 nm, 2.6 nm, and linear.また、Space decomposition energy の evaluation価を行なった. Derivative method (DR method). As a result, the film thickness of the ZnO layer is thin and the spatial decomposition energy is high. The ZnO layer increases from 110 nm to 30 nm, and its decomposition energy increases from 120 nm to 120 nm. The ZnO single-layer optical film is easy to form on the inside of the SiN substrate and has good decomposition properties. The inside is film-formed and the incident electron beam is scattered and suppressed, and the surface is The surface is film-forming, the inside is film-forming, and the decomposition energy is good.

项目成果

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UV emission from ZnO thin film covered with Al nanoparticles as nanometric light source for EXA microscope
覆盖有 Al 纳米粒子的 ZnO 薄膜的紫外发射作为 EXA 显微镜的纳米光源
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kei Hosomi;Wataru Inami;Yoshimasa Kawata
  • 通讯作者:
    Yoshimasa Kawata
イオンミリングした酸化亜鉛表面のカソードルミネセンス特性
离子研磨氧化锌表面的阴极发光特性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    細見 圭;居波 渉;川田 善正
  • 通讯作者:
    川田 善正
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ALD成長によるZnOの平坦薄膜成長条件の調査
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  • 通讯作者:
    居波 渉
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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    0
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  • 通讯作者:
    居波 渉
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    0
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  • 通讯作者:
    居波 渉
光量子コンピューティングの最新動向
光量子计算的最新趋势
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    田中 朝陽;居波 渉;川田 善正;松田信幸
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超高强度太赫兹光源的开发及其在非线性光学现象中的应用研究(第七届日本物理学会青年鼓励奖纪念演讲)
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    福田 真大;居波 渉;小野 篤史;川田 善正;Keisuke Takano;ガルトンボードの予測不可能性について;廣理英基
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三次元偏光解析のための共焦点顕微鏡に関する研究
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  • 资助金额:
    $ 2.75万
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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows

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単結晶蛍光薄膜の作成と表示デバイスの開発に関する研究
单晶荧光薄膜的创制及显示器件的开发研究
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    X00120----485035
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