サブ10nm量子ドットの超解像近接場分光

亚10nm量子点的超分辨率近场光谱

基本信息

批准号：
16656027
负责人：
寒川誠二
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度に作製したサブ10nm量子ドット(ナノカラム)の作製条件最適化を行った。ナノカラムの直径は、シリコン基板表面に存在する自然酸化膜の影響で、エッチングマスクであるフェリチン鉄コアの直径(7nm)よりも大きくなってしまう傾向があった。しかし、エッチングに用いる中性粒子ビームのエネルギーやガスケミストリー(塩素、フッ素)を最適化することで、その影響を最小限に抑制し、直径が細く垂直性が高いサブ10nm量子ドット(ナノカラム)を高密度に作製できることが示された。また、TEMおよびESRの観測より、ナノカラムは結晶構造を完全に維持し、表面は原子レベルで平坦であり、表面における欠陥(Pbセンター)の密度も4.7×10^<11>cm^<-2>と極めて低いことが分かった。超解像近接場光プローブの開発を行った。昨年に引き続き、近接場光を増強するためのBow-tieアンテナ型のプローブを試作し、評価を行った。プローブは、光を集光して増強するアンテナ、およびアンテナを機械的に駆動して効率をあげるための静電駆動機構から構成されている。これまで問題になっていたプローブの形状の非対称性を改善するため、新しい作製方法を開発し、サブ波長の高分解能が達成できた。このプローブを既に導入されている原子間力顕微鏡(AFM)のカンチレバーに設置し、Arイオンレーザーと組み合わせて近接場光を発生させる装置を開発した。また、近接場光による分光ができるかどうかの実験を進めた。さらに、当該プローブを量子ドットに適用する実験を進めた。

优化了去年制造的量子点（纳米颜色）的制造条件。由于存在于硅底物表面上的天然氧化膜的影响，纳米颜色的直径往往大于铁蛋白铁核的直径（7 nm），这是蚀刻面膜。然而，已经表明，通过优化用于蚀刻的中性粒子束的能量和气体化学（氯，氟），可以将其效果最小化，并产生低密度的直径和高垂直度的近10 nm量子点（Nananosolumns）。此外，TEM和ESR的观察结果表明，纳米颜色完全保持晶体结构，表面在原子水平上是平坦的，并且表面上的缺陷（PB中心）的密度极低，在4.7×10^<11> cm^<-2>中。开发了一个超分辨率近距离光学探针。从去年开始，我们创建了一个原型弓形天线型探针，以增强近场光线并对其进行了评估。该探针由收集和增强光的天线组成，以及一种机械驱动天线以提高效率的静电驱动机制。为了改善探针形状的不对称性，直到现在一直是一个问题，开发了一种新的制造方法，可实现高波长的高分辨率。该探针安装在已经引入的原子力显微镜（AFM）的悬臂上，并开发了与AR离子激光器结合使用的近场光线的设备。我们还进行了一个实验，以查看是否可以将近场光用于光谱法。此外，进行了实验，其中将探针应用于量子点。