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。
ALD method を with い て product layer を - え た Al2O3 / ZnO/Al2O3 structure を have す る 蛍 し, the optical thin film を cropping そ れ ら を surface coarse さ や 蛍 light intensity で review 価 し た. On the SiN film, にAl2O3(10 nm)/ZnO(100 nm)/Al2O3(20 nm) に ZnO単 layer 蛍 optical film を film formation た. Youdaoplaceholder0, Al2O3(10 nm)/ZnO(10 nm)を 6-layer deposition, surface にAl2O3(10 nm)を film formation た た deposition type 蛍 optical thin film を fabrication た た. The <s:1> た蛍 light film に electron wire を was irradiated, and the <s:1> light emission intensity を was compared with た た. The そ そ result shows that the <s:1> light emission intensity of the Al2O3(10 nm)/ZnO(100 nm)/Al2O3(20 nm)蛍 light film is が twice as high and った った. こ れ は, ZnO の film thickness の combined が, ZnO layer 単 蛍 が 100 nm light film, horizon 蛍 optical thin film が 60 nm で あ っ た た め だ と exam え ら れ る. ま た, horizon 蛍 optical thin film で は, Al2O3 と で ZnO interface reflection が up こ る た め, light intensity が reduce す る. Secondary に, surface roughness さに に て て て evaluation 価 た た. Surface rough さRMS, ZnO単 layer 蛍 optical film で1.9 nm, laminated 蛍 optical film で0.5 nmであった. Al2O3 <s:1> is introduced into によ によ, RMSが is directed upwards to が, and the な homogeneity of the luminous <s:1> space is directed upwards to た た. Time に, Al2O3 / ZnO/Al2O3 の ZnO layer 単 蛍 optical thin film に お い て ZnO layer の film thickness と を - え て, RMS と space decomposition can を review 価 し た. ま た, SiN substrate surface も の し く は inside の ど ち ら か side に ZnO layer 単 蛍 optical thin film を film-forming し た 蛍 optical thin film を intention し た. The <s:1> film thickness of the ZnO layer is が large が くなると くなると, and the <s:1> thickness of the RMS is large くなる くなると が とが. The ZnO layer が30 nm ら110 nmに is increased with すると, RMS が 1.4 nm ら ら2.6に linear に is increased with た た. Youdaoplaceholder0, spatial decomposition can <s:1> evaluate 価を and なった. Youdaoplaceholder0 evaluate the 価に Derivative method (DR Method) を use そ た. The そ そ result shows that the thickness of the ZnO layer <s:1> film is が thin and the spatial decomposition energy of くなると is upward and た た. The ZnO layer が110 nm ら30 nmに increases すると and the decomposition energy が 120 nm to an upward が た. ZnO layer 単 蛍 optical thin film を SiN inside the substrate の に film-forming し た が, can decompose が good い こ と が points か っ た. Inside に film-forming し た party が incident electron line の scattered を え suppression る こ と が で き る た め, surface に film-forming す る よ り inside に film-forming し た が, can decompose が good い と exam え ら れ る.

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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居波 渉其他文献

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:
  • 影响因子:
    0
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  • 通讯作者:
    居波 渉
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  • 发表时间:
    2019
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    0
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    中村竣亮;川田善正;居波 渉
  • 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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    松田信幸
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 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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    $ 2.75万
  • 项目类别:
    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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    1979
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