Single Molecule STM Nanospectroscopy using Difference Frequency Generation at the Tunnel Gap

使用隧道间隙差频生成的单分子 STM 纳米光谱

基本信息

  • 批准号:
    14350017
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.54万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2002 至 2004
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have developed a new scheme of single-molecule-resolved nanospectroscopy (STM-DFG) that uses an intense infrared light locally generated at the tunnel gap of tip and sample in a scanning tunneling microscope (STM). The achievements are as follows. (1)Measurements of optical field enhancement at STM probe tips : From a tunneling current arising from a rectification of optical field at the tunnel gap due to the nonlinear I-V relation, we have measured for graphite samples the optical field enhancement factors as large as 10^3 and 5×10^2 even for W tips and Pt-Ir tips, respectively. (2)Proving difference frequency generation at a tunneling gap : For the combination of C_<60> film sample and W tip that was illuminated with two laser lights from a Ti-sapphire laser (wavelength fixed) and a diode laser (wavelength swept), we have successfully acquired spectra in agreement with infrared absorption by C_<60> crystals. (3)Field enhancement effect in carbon nanotubes (CNT) : We have found a remarkable enhancement of Raman scattering from N-Dimethyl formamide (DMF) molecules only when the DMF contained CNT and the excitation light is resonant (633nm) with CNT, a signature of the expected field enhancement effect of CNT. (4)STM observations of optical field enhancement effect : Using Au nano-rods as a model sample, we have developed an STM technique to observe directly the optical enhancement taking place at individual particles by detecting the local rectified current. (5)Optimum conditions for STM-DFG : We have concluded that it is most efficient to more intensely focus the light beam, to use pulsed laser lights, to increase the set tunneling current, and to use special materials (Ag, Au, CNT) for STM tips.
我们已经开发了一种新方案,该方案是单分子分辨的纳米光谱镜(STM-DFG),该方案使用了在扫描隧道显微镜(STM)中局部生成的强烈红外光线。成就如下。 (1)在STM探针提示处的光场增强的测量:由于非线性I-V关系而导致的隧道间隙的光场的隧道电流,我们已经测量了石墨样品的光场增强因子,分别为WISP和PT-ir,分别为10^3和5×10^2。 (2)在隧道差距上证明差异频率产生:对于C_ <60>胶卷样品和W尖端的组合,这些胶片样品和W尖端用Ti-Sapphire激光器(波长固定)和二极管激光器(波长)(波长扫描)亮起的两个激光灯(我们)成功地获得了与c_ <60> Cyrys Cymer的基础相一致。 (3)碳纳米管(CNT)的现场增强效应:我们发现,只有当DMF包含CNT和兴奋光是共振(633nm)时,N-二甲基甲酰胺(DMF)分子的拉曼散射仅显着增强。 (4)光场增强效应的STM观察结果:使用AU纳米杆作为模型样品,我们开发了一种STM技术,可以直接观察单个颗粒通过检测局部整流电流的光学增强。 (5)STM-DFG的最佳条件:我们得出的结论是,更有效地将光束聚焦,使用脉冲激光灯,增加固定隧道电流并使用特殊材料(AG,AU,CNT)来进行STM尖端,这是最有效的。

项目成果

期刊论文数量(100)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
K.Fukutani, A.Itoh, M.Wilde, M.Matsumoto: "Zero-point vibration of hydrogen adsorbed on Si and Pt surfaces"Phys.Rev.Lett.. 88・11. 116101-1-116101-4 (2002)
K.Fukutani、A.Itoh、M.Wilde、M.Matsumoto:“Si 和 Pt 表面吸附的氢的零点振动”Phys.Rev.Lett.. 88・11.116101-1-116101-4(2002 年) )
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
D.Farias, R.Miranda, K.H.Rieder, W.A.Dino, K.Fukutani, T.Okano, H.Kasai, A.Okiji: "On the influence of incident angle in the scattering dynamics of D2 from NiA 1(110)"Chem.Phys.Lett.. 359. 127-134 (2002)
D.Farias、R.Miranda、K.H.Rieder、W.A.Dino、K.Fukutani、T.Okano、H.Kasai、A.Okiji:“入射角对 NiA 1(110) D2 散射动力学的影响”
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Electronic Structure around an As Antisite near the (110) Surface of GaAs
GaAs (110) 表面附近的 As 反位周围的电子结构
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    N.Naruse;Y.Mera;K.Maeda;鈴木 茂;S.Liang;Shigeru Suzuki;Y Iguchi
  • 通讯作者:
    Y Iguchi
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H.Amasuga、M.Nakamura、Y.Mera、K.Maeda:“氯化硅 (111) 表面的紫外激光诱导蚀刻的原子过程”Appl.Surf.Sci. 197-198。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Meguro et al.: "Nanoscale Transformation of sp^2 to sp^3 of Graphite by Slow Highly Charged Ion Irradiation"Nuclear Intstrum. Methods B. 209. 170-174 (2003)
T.Meguro 等人:“通过慢速高电荷离子辐照将石墨的 sp^2 转化为 sp^3”核仪器。
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