3次元断層ナノ空間分光測定システムの開発と応用

研究課題名	3次元断層ナノ空間分光測定システムの開発と応用
レコードタイプ	研究実績報告
報告年度	2000
研究期間	1999-2000
研究課題番号	11554033
研究代表者	寺前紀夫　 (テラマエノリオ)　東北大学・大学院・理学研究科・教授
研究代表者番号	70114569
研究機関	東北大学　研究機関番号：11301
研究分担者	内田達也　 (ｳﾁﾀﾞﾀﾂﾔ) 　東北大学・大学院・理学研究科. 　助手　 (30261548) 　　西沢精一　 (ﾆｼｻﾞﾜｾｲｲﾁ) 　東北大学・大学院・理学研究科. 　助手　 (40281969)
研究種目	基盤研究(B)　研究種目コード：310
審査区分	展開研究　区分コード：06
研究分野[2]	分離・精製・検出法　研究分野コード：346
キーワード	顕微分光 / ラマン分光法 / 共焦点顕微鏡 / フォトニッククリスタル
研究概要	分析対象空間の高精度位置再現性をピエゾ素子のクローズドループ制御によって実現する分光分析顕微鏡を開発した。その装置性能をラマン散乱試料としてシリコン製のフォトニッククリスタル、蛍光試料としてポリマー微粒子を用いて評価した。1μmの段差構造を有するシリコンからのラマン散乱を計測することにより、XY方向の空間分解能として200nm、Z方向の空間分解能として700nmという結果を得た。XY方向の空間分解能は光学的理論値に匹敵しており、最大のパフォーマンスを得ることに成功した。サブマイクロメートルオーダーの微細構造を持つフォトニッククリスタルの顕微ラマン測定の結果、試料の顕微ラマン画像およびスペクトルを高感度に測定できた。また、平坦部分と細孔構造が接する境界領域領域では、細孔構造のラマン強度が平坦部分より増大する現象を見いだした。これは、フォトニッククリスタルの細孔を形成する微細なSi領域に表面プラズモンが閉じ込められるため、ラマン強度が増大するのではないかと考えている。ラマン散乱という光学的な物理現象が空間の大きさに依存することは極めて興味深く、新しい分光法や分析手段への応用性を秘めていると考えられる。