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：
10135215
负责人：
山田啓文
金额：
$ 1.54万
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：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10135215/
关键词：
NSOM 散乱型NSOS フォトカンチレバー PZTカンチレバー

项目摘要

原子間力顕微鏡(AFM)微細加工カンチレバー上の探針を利用する散乱光検出型の近接場光学顕微鏡(NSOM)は、バッチプロセスにより再現性のあるプローブが安定に得られるだけでなく、AFMから派生する種々のプローブ顕微鏡法がNSOMにおいても同時測定できるという利点をもつ。本年度の研究では、光検出機能を有する微細加工カンチレバー(フォトカンチレバー)を用いて、ポリカーボネートを基板とする高密度光磁気ディスクの局所的な光学的評価を行った。観察されたNSOM像には、形状の影響だけでは説明されないコントラストが見られ、材料密度の不均一等に起因する屈折率変化により引き起こされたと考えられる。さらにNSOM像は入射光の偏光方向に大きく依存することが明らかとなった。これらの像の入射光の偏光依存性は光磁気ディスクの屈折率の異方性に関連すると考えられ、今後、本研究の評価方法が光磁気ディスクの高密度化のための新しい評価法として期待される。次に圧電性薄膜(PZT)による変位検出センサーを内蔵する新規自己検出型カンチレバー(PZTカンチレバー)を用い、新規NSOM装置を新たに開発した。近接場顕微鏡のもっとも重要な要素となる探針先端の光透過性について調べるとともに、その先端部の組成を電子プローブ微小分析装置(EDX)により分析した。その結果、先端部は実効的に開口となっており、高いS/N比を持つ信号検出が可能であることが分かった。また、この装置全体の動作性能を評価するために、エバネッセント光の探針ー試料距離依存性、光ディスク、サファイア試料の測定を行った。その結果、エバネッセント光強度が距離とともに指数関数的に減少することが確認でき、また光ディスク周期溝のNSOM像が得られた。PZTカンチレバーがNSOMプローブとして使用できることが確認された。

近场光学显微镜（NSOM）是一种散射光检测类型，在原子力显微镜（AFM）的微加工悬臂上使用探针，不仅可以通过批量过程稳定地获得可重复的探针，而且还具有各种派生的优点探针显微镜方法可以使用 NSOM 同时测量。在今年的研究中，我们使用具有光电检测功能的微细悬臂梁（光电悬臂梁）对采用聚碳酸酯基板的高密度磁光盘进行了局部光学评估。观察到的 NSOM 图像显示的对比度不能仅用形状的影响来解释，并且被认为是由材料密度不均匀性引起的折射率变化引起的。此外，还发现 NSOM 图像很大程度上取决于入射光的偏振方向。这些图像上的入射光的偏振依赖性被认为与磁光盘折射率的各向异性有关，并且本研究的评估方法有望成为提高磁光盘密度的新评估方法。磁光盘就可以完成。接下来，我们开发了一种新的 NSOM 器件，该器件使用新型自检测悬臂梁（PZT 悬臂梁），内置压电薄膜（PZT）位移检测传感器。我们研究了近场显微镜最重要的元件——探针尖端的光学透明度，并使用电子探针显微分析仪（EDX）分析了探针尖端的成分。结果发现，尖端有效地形成孔径，使得能够检测具有高信噪比的信号。此外，为了评估该设备的整体运行性能，我们测量了倏逝光、光盘和蓝宝石样品的探针-样品距离依赖性。结果，证实了倏逝光强度随距离呈指数下降，并且获得了光盘周期性凹槽的NSOM图像。证实PZT悬臂可以用作NSOM探针。