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

基本信息

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

项目摘要

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。

在这项研究中，我们从根本上改变了近场显微镜的概念，并设计了一个新的近场显微镜原理，该原理将光场转化为其他物理量，例如材料形状和密度分布，而无需使用探针，并且还以实际创建原型并将其应用于高速景观的目的进行了研究。今年，我们发现，当将氨基甲酸酯 - 尿素共聚物用作光敏材料时，在光强度中形成线性不均匀分布。人们发现发现干扰条纹发生在尿电烷 - 尿素共聚物中，当在原子力显微镜下观察到表面形状时，将其调节为正弦波。通过使用这种材料，可以证实样品附近存在的光的强度分布可以转换为薄膜表面上的粗糙分布。使用微球作为样品进行基本实验。直径为500 nm的微球以六方法的方式排列在尿电烷 - 尿素基板上，并使用自组装现象在尿电烷 - 尿素基质上排列，用激光辐射后，通过用水洗涤从底物中除去底物。使用原子力显微镜观察到聚氨酯 - 尿素薄膜的表面。结果，可以观察到光线辐射形成的位。由于该位也以六种方法的详细方式形成，因此可以证实该凹坑是由于微球的透镜效应形成了由于光照射而形成了很大的光强度分布。我们还成功地观察了直径为50 nm的微球的光强度分布，并确认所提出的显微镜的分辨率小于数十纳米。