近接場光を用いたナノスケール熱物性計測法の開発

近场光纳米级热物性测量方法的开发

基本信息

批准号：
03J09093
负责人：
田口良広
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,近接場光を用いたナノスケール熱物性計測法を確立することを最終目的としている.平成16年度は,前年度に構築したナノスケール温度変化測定法を利用し,試料を近接場光によって周期的に加熱し,熱物性情報を含んだ近接場信号を得ることを目的としている.研究成果として以下に挙げる具体的な成果を得ることができた.1,空気ばね式除振装置ならびにPID制御システムの構築を行った.本システムによって,近接場領域の走査に際して±20nmの安定性を実現した.これにより,安定して近接場光を励起・検知することが可能となった.2,周期的に変調された近接場光を励起するシステムを構築した.本システムにより,最大で100MHzまでの加熱光強度変調が可能となり,ナノメートルサイズの試料を近接場光によって周期的に加熱することが可能となった.3,微弱な近接場信号の中から熱物性情報のみを抽出する新しい理論を提案した.提案したプローブ励振法により,高感度に近接場光を検出することが可能となり,100nmの空間分解能を達成した.4,厚さ125nmのAl薄膜ならびに単層カーボンナノチューブの測定を行った.得られた近接場信号は,明らかにナノスケールの結晶構造を反映した結果であり,ナノメートルオーダーの非常に高い空間分解能で熱物性情報を光学的に抽出することに初めて成功した.5,定量的な熱物性値解析のために,装置固有の位相差をキャリブレーションする方法を確立した.以上得られた知見より,近接場光を用いてナノスケール熱物性計測が十分可能であることが明らかとなった.また,上記研究に関わる情報収集ならびに研究調査およびデバイス開発を2004年8月〜2005年3月に米国スタンフォード大学Ginzton研究所にて行った.

这项研究的最终目的是使用近场灯建立纳米级的热物理特性测量方法。在2004年，其目的是使用上一年构建的纳米级温度变化测量方法定期加热带有近场的样品，并获得含有热物理特性信息的近场信号。 1.构建了空气弹簧振动隔离装置和PID控制系统。在扫描近场区域时，该系统的稳定性为±20 nm。该系统可以稳定地激发并检测到近20 nm的稳定性。该系统使得稳定地触觉稳定和检测到近距离光线。2.a在近乎近距离的系统中启发了近距离的隔音。启发了热量的隔音，可以使热量隔开，从而使最大程度的热量隔开，从而使最大程度的热量隔离为100M，而100M的最大程度可达。 3.在较弱的近场信号中，提出了一种新理论，仅提取了该方法的热物理特性。提出的探针激发方法可检测具有高灵敏度的近场光，实现了100 nm.4的空间分辨率。在厚度为125 nm和单壁碳纳米管的Al薄膜上进行了测量。所获得的近场信号清楚地反映在纳米级晶体结构上，这是第一次成功地以极高的空间分辨率在纳米级上取得光学上提取嗜热物理性能信息。5。用于定量的嗜热物质分析，这是一种校准固有相位差异的方法。从上面提到的发现可以清楚地看出，可以使用近场光来测量纳米级的热物理特性。此外，2004年8月至2005年3月，在美国斯坦福大学的金茨顿学院进行了与上述研究有关的信息收集，研究和设备开发。