光機能材料としての金属微粒子薄膜における光吸収と粒子間相互作用の研究

光学功能材料金属微粒薄膜的光吸收和粒子间相互作用的研究

基本信息

批准号：
08750809
负责人：
鈴木裕史
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750809/
关键词：
光機能材料金属微粒子その場赤外分光法

项目摘要

金属微粒子薄膜の光物性を明らかにするため、貴金属微粒子間の相互作用に着目した基礎研究を行った。粒子間相互作用による直接的な情報を得るために、通常用いられるような平坦な基板ではなく既知の間隔の溝を設けた基板を用いた。#2000のエメリ-紙により表面を研磨することにより、一方向の溝をもうけた。この基板を、水平面に対し(溝方向を平行に保ったまま)60度傾け、斜め蒸着を行うことにより、溝の部分でとぎれた帯状の蒸着膜を作成した。用いた基板は、SEM測定用にシリコンウェハ、可視分光測定用にパイレックスガラス板を使用した。蒸着金属には銀を使用し超高真空中で電子ビーム加熱を用いて蒸着を行った。作成した膜をFE-SEMで観察したところ、300〜400nmごとに途切れている帯状膜が形成されていることが確認された。溝と平行な方向には半無限に金属粒子が並んでいるが、垂直な方向は溝によって粒子の並びが途切れ、有限個の粒子のみが並ぶ蒸着膜に対し、溝に平行な偏光と垂直な偏光を入射して測定を行った。可視分光測定の結果では、測定を行った全ての膜厚において、溝に平行な偏向を用いた場合には溝がない試料と全く同じスペクトルが得られたのに対し、溝に垂直な偏向を用いた場合には常により短波長側にピークが現れるという結果が得られた。さらに、蒸着速度を変化させより均一な、金属の島がひとつひとつ独立に存在するような条件で成膜を行うと、両偏向の結果の差が小さくなることを確認した。以上のことから、金属島状膜における、金属微粒子間の相互作用の存在が確認できた。今後は、さらに赤外領域までエネルギー範囲を広げ、さらなる金属微粒子物性の解明を行っていきたい。

为了阐明金属细颗粒的光学特性，进行了基础研究，重点是贵金属细颗粒之间的相互作用。为了从粒子粒子相互作用获得直接信息，使用了具有已知间距的凹槽的底物，而不是通常使用的平坦底物。通过用＃2000 emery纸抛光表面，创建了一个单向凹槽。相对于水平面（同时保持凹槽方向平行）并经过倾斜的蒸发，将此基板倾斜60度，从而产生了在凹槽部分中损坏的带状蒸发膜。所使用的底物是用于SEM测量的硅晶片和用于视觉光谱的Pyrex玻璃板。银被用作沉积金属，并使用电子束加热在超高真空中进行蒸发。当使用FE-SEM观察胶片时，可以证实，形成每300至400 nm的条状膜。金属颗粒在平行于凹槽平行的方向上半完整地排列，但是在垂直方向上，颗粒被凹槽排成一排，并且平行于凹槽的偏振光和垂直极性光在沉积物上入射，其中只有有限的粒子数量衬里。可见光谱的结果表明，对于所有膜厚度，当使用与凹槽平行的偏转时，获得与没有凹槽的样品完全相同的光谱，而当使用垂直于凹槽的偏转时，峰总是出现在较短的波长侧。此外，确认在改变沉积速率并且独立的金属岛的条件下进行薄膜形成时，两种偏转的结果之间的差异都降低了。从上面可以证实，在金属岛状膜中存在金属细颗粒之间的相互作用。将来，我们希望将能量范围进一步扩展到红外区域，并进一步阐明金属细颗粒的物理特性。