微細加工カンチレバーを用いた近接場光学プローブによる機能性有機薄膜の評価

使用微制造悬臂梁的近场光学探针评估功能性有机薄膜

基本信息

批准号：
11122212
负责人：
山田啓文
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto 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：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

近接場走査光学顕微鏡(NSOM)における極微小開口プローブの製作技術、プローブ-試料間の間隙制御方式、微弱光検出に関わる装置構成については、現在も発展段階にあり、種々の異なる方法が提案されている。これらの中でも薄膜試料の背面から全反射条件を満たすように照明し、試料上に生じたエバネッセント場とプローブとの間で発生する散乱光を検出する方式のNSOMは、しばしばその製作が困難な微小開口を必要としないという大きな利点をもつ。我々はこれまでにNSOMプローブとして原子間力顕微鏡(AFM)の微細加工カンチレバーを用いることで、AFMの様々な動作モードで間隙制御を行うNSOMを試作してきた。本年度の研究では、圧電薄膜(PZT)カンチレバーを用いて新規NSOM/AFM装置を構成し、その基本特性の評価を行った。さらに、AFM動作をベースとして確立されてきた試料表面の局所物性量を検出・測定するさまざまなプローブ顕微鏡の手法が、NSOMにおいても同時測定の形で実現できることを示すため、有機分子薄膜試料(チオフェン5量体)の表面電位測定をNSOM観察可能なPZTカンチレバーを用いて行い、新規に開発した独自の位相同期ループ(PLL)回路を採用している周波数変調検出法(FM検出法)を用いることで、表面電位測定が可能であることを示した。これにより光電変換過程の直接観察などへの応用が今後期待される。また、光検出型微細加工カンチレバーを用い、強誘電体薄膜の局所的な光学的評価を行った。NSOM像は入射光の偏光方向に大きく依存し、試料薄膜の厚さによりそのコントラストが変化することが示された。

近场扫描光学显微镜（NSOM）中微孔径探针的制造技术、探针-样品间隙控制方法以及弱光检测相关的设备配置仍处于开发阶段，各种不同的方法已经被研究出来。提议的。其中，NSOM从背面照射薄膜样品以满足全内反射条件，并检测样品上产生的倏逝场与探针之间产生的散射光，但由于其尺寸较小，通常难以制造其最大优点是不需要开口。到目前为止，我们已经创建了一个原型 NSOM，它通过使用原子力显微镜 (AFM) 的微加工悬臂作为 NSOM 探针来控制各种 AFM 操作模式中的间隙。在今年的研究中，我们使用压电薄膜（PZT）悬臂梁构建了一种新型 NSOM/AFM 器件，并评估了其基本特性。此外，为了表明基于AFM操作而建立的用于检测和测量样品表面局部物理性质的各种探针显微方法可以在NSOM（五聚体）中以同时测量的形式实现使用可以用NSOM观察的PZT悬臂来测量表面电位，并且表明可以测量表面电位。这有望带来未来的应用，例如直接观察光电转换过程。我们还使用光电检测微制造悬臂梁对铁电薄膜进行了局部光学评估。结果表明，NSOM 图像很大程度上取决于入射光的偏振方向，其对比度随样品薄膜的厚度而变化。