プローブを用いないニアフィールド顕微鏡の開発とその高速現象観察への応用

不使用探针的近场显微镜的研制及其在高速现象观察中的应用

• 批准号: 10135211
• 负责人: 川田 善正
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10135211/
• 关键词: エアフィールド顕微鏡; プローブ顕微鏡; 原子間力顕微鏡; 有機材料; 薄膜; 表面レリーフグレーティング; 光メモリ; 光記録

本研究では、これまでのニアフィールド顕微鏡の発想を根本から転換し、プローブを用いずに、光の場を物質の形状、密度分布など、他の物理量に変換して検出する、新しいニアフィールド顕微鏡の原理を考案するとともに、実際に装置を試作し、高速現象の観察に応用することを目的として研究を進めてきた。本年度は、感光材料にウレタン-ウレア共重合体を用いると、光強度に線形に凹凸分布が形成されることを発見した。ウレタンーウレア共重合体に干渉縞し、表面形状を原子間力顕微鏡で観察すると、正弦波状に変調されることを発見した。この材料を用いることにより、試料近傍に存在する光の強度分布を薄膜表面の凹凸分布に変換できることを確認した。微小球を試料として用いて、基礎実験を行なった。直径500nmの微小球を自己組織化現象を用いて、ウレタン-ウレア基板上に六法細密状に並べ、レーザー光を照射した後、水洗により微小球を基板から取り除いた。ウレタンーウレア薄膜表面を原子間力顕微鏡で観察した。その結果、光の照射によって形成されたビットを観察することができた。このビットも六法細密状に形成されていることから、このピットが光照射よって微小球のレンズ効果によって光強度分布の大きな領域が形成されたことによるものであることが確認できた。直径50nmの微小球による光強度分布も観察することに成功し、提案した顕微鏡が数十ナノメートル以下の分解能を有することを確認できた。

This study で は, こ れ ま で の ニ ア フ ィ ー ル ド 顕 micromirror の 発 think を fundamental か ら planning in し, プ ロ ー ブ を with い ず に, light の field を material の shape and density distribution な ど, he の quantities に variations in し て 検 out す る, new し い ニ ア フ ィ ー ル ド 顕 micromirror の principle を test case す る と と も に device, the event be に を attempt し, high-speed phenomenon の 観 examine に 応 For the purpose of する た とを と て て to study を into めて た た. This year は, photographic materials に ウ レ タ ン - ウ レ ア weigh fit を with い る と, light intensity distribution が に linear に bump forming さ れ る こ と を 発 see し た. ウ レ タ ン ー ウ レ ア weigh fit に dry involved stripe し, surface shape を interatomic force 顕 micromirror で す was 観 る と, sinusoidal に - adjustable さ れ る こ と を 発 see し た. こ を の materials with い る こ と に よ り, sample nearly alongside に す る の light intensity distribution の を film surface concave and convex distribution に variations in で き る こ と を confirm し た. Microsphere を test materials と て て use を て and basic experiments を to なった. Tiny ball diameter of 500 nm の を phenomenon of their organization is を い て, ウ レ タ ン - ウ レ ア substrate に six fine に and べ, レ ー ザ ー を sunlight し た, washed に よ り tiny ball を substrate か ら take り except い た. Youdaoplaceholder0 ウレタ ウレタ ウレア ウレア ウレア microscopic examination of を interatomic forces on the surface of thin films 顕 microscopic microscopic examination of で観 た. The そ そ result, light <s:1> irradiating によって forms されたビットを観 observation する た とがで た た た. こ の ビ ッ ト も に form six close さ れ て い る こ と か ら, こ の ピ ッ ト が light よ っ て tiny ball の レ ン ズ unseen fruit に よ っ て light intensity distribution of large の き な field が formed さ れ た こ と に よ る も の で あ る こ と が confirm で き た. Tiny ball diameter of 50 nm の に よ る light intensity distribution も 観 examine す る こ と に successful し, proposal し た 顕 micromirror が dozens ナ ノ メ ー ト ル following の decomposition can have す を る こ と を confirm で き た.

项目成果

Y.Kawata: "Use of two-photon absorption in a photorefractive cyrstal for three-dimensional optical memory" Opt.Lett.23. 756-758 (1998)

Y.Kawata：“在光折变晶体中使用双光子吸收来实现三维光学存储器”Opt.Lett.23。

Y.Kawata: "Light induced surface modification of urethaneurea copolymers film as wirte-once optical memory" Jpn.J.App1.Phys.38(in Press). (1999)

Y.Kawata：“作为一次性光学存储器的聚氨酯脲共聚物薄膜的光诱导表面改性”Jpn.J.App1.Phys.38（出版中）。

Y.Kawata: "Feasibility of molecular-resolution fluorescence near-field microscopy using multi-photon absorption and field enhancement near a sharp tip"J.Appl.Phys.. 85. 1294-1301 (1999)

Y.Kawata：“使用多光子吸收和锋利尖端附近场增强的分子分辨率荧光近场显微镜的可行性”J.Appl.Phys.. 85. 1294-1301 (1999)

Y.Kawata: "Non-optically probing near-field microscopy" Opt.Commun.(in press). (1999)

Y.Kawata：“非光学探测近场显微镜”Opt.Commun.（正在印刷中）。

Y.Kawata: "Confocal microscope for three-dimensional polarization analysis" Jpn.J.App1.Phys.37. 6648-6650 (1998)

Y.Kawata：“用于三维偏振分析的共焦显微镜”Jpn.J.App1.Phys.37。