光近接場プローブを用いたスピンSEMの高分解能化とエネルギー分散測定のための研究

光学近场探针高分辨率自旋扫描电镜及能量色散测量研究

• 批准号: 16686003
• 负责人: 居島 薫
• 金额: $ 18.47万
• 依托单位: University of Yamanashi
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16686003/
• 关键词: 磁性; 走査プローブ顕微鏡; 表面・界面物性; 電子顕微鏡; 2次電子スピン; Mott散乱型電子スピン検出器; RHEED表面波共鳴現象; 2時電子スピン; Mott散乱方電子スピン検出器

18年度は、光近接場プロープの駆動系を立ち上げた。本装置は試料の傾きを垂直と水平のどち.らでもプローブがアプローチできるように設計した。そのため、一般に用いられているバネと渦電流ダンパーによる除振機構を搭載できず、高分解能像を取得するための条件だしが困難であった。そのため、申請段階では先鋭化した石英ファイバープローブを用いて励起光を照射する予定であったが、消耗品としてのプローブ部品が高価であったため、まずは操作方法の習得も兼ねてSTM(走査トンネル顕微鏡)として実験装置を立ち上げた。これに伴い、光電効果の励起光も、光ファイバープローブ先端から照射する方式を改め、金属針先端に立つ近接場光を用いる方式を考案した。光近接場相互作用による光電効果に関しては確立した理論が無いため、この効果発生の検証から始めることとした。STM像を取得しながら、針先端と試料を含む広い領域(φ100μm程度)にブルー(およびグリーン)レーザー項を照射し、針先端に立つ近接場光による光電効果の観測を試みた。光電子の検出にはシンチレータ(P30)と光電子増倍管を用いて自作した電子検出器を用いた。研究期間終了の現在、光電子の検出には至らず、今後解決すべきいくつかの解決すべき課題を得た。(1)光近接場による光電効果は可能か?(2)発生した光電子を針と試料との狭い空隙から外に引き出すための電子光学系の改良。今後、先端だけでなく付け根の方まで細いプローブの作製方法を考案して、浅い順位の電子のみを光電子として取り出し、スピン計測できるところまで進めていく予定である。

2018年，启动了光学近场探针驱动系统。该设备的设计使探针可以垂直或水平接近样品倾斜度。因此，不可能使用通常使用的弹簧和涡流阻尼器安装振动隔离机制，并且很难获得获得高分辨率图像的条件。因此，在应用阶段，我们计划使用锐化的石英纤维探针来照亮激发灯，但是由于作为消耗品的探针零件很昂贵，我们首先启动了一种实验设备作为STM（扫描隧道显微镜），以学习如何操作。随之而来的是，该方法被更改为从光纤探针的尖端照射光电激发光，并使用站在金属针头尖端的近场光设计了一种方法。由于没有关于由光学近场相互作用引起的光电效应的既定理论，因此我们决定首先验证这种效果的发生。在获取STM图像时，我们辐射了一个宽面积（约100μm），其中包含针头和带有蓝色（和绿色）激光术语的针头，并试图观察光电效应，而近场光在针尖处。为了进行光电子检测，使用了使用闪烁体（P30）和光电层管制成的电子检测器。在研究期结束时，尚未达到光电子检测，将来已经解决了一些问题。 （1）由于光学近场是否可能导致光电效应？ （2）改进的电子光学系统将产生的光电子从针和样品之间的狭窄缝隙中拉出。将来，我们计划设计一种方法，不仅在尖端，而且在底座上产生薄探针，并仅将浅电子作为光电子释放，然后继续进行旋转的点。