neaSNOMの紹介

  • 先端分析化学に新たな1ページ
  • 構成する3つの要素技術
  • 卓越した操作性を実現する光学系
  • ナノスケールイメージングを実現するアバーチャレスSNOM
  • 近接場により回折限界を超える
  • 近接場による分光(neaSNOM)とイメージング
  • PMMA/PSポリマーブレンド
  • PMMA/Siの空間分解能20nm

先端分析化学に新たな1ページ

先端分析化学に新たな1ページ

neaSNOMはAFMユニットと赤外イメージング&分光ユニットから構成され、10nmに迫る高分解能でのイメージングと分光測定を実現できます。
独自の特許技術(Background suppression technique ※)によりプローブやサンプルからの反射や散乱光の影響を抑制し、100%に近い再現性で近接場測定を可能にします。
また、ナノスケールでのプラズモンの表面伝搬状況や半導体デバイス中のドーピング領域の可視化が可能です。

※高調波信号を数値計算・解析することによりバックグランド(ノイズ部)の信号を除去し、局所的な信号を取得する手法。

neaSNOM
スキャンエリア 100×100μm(クローズドループ)
サンプルステージ モータ駆動 最大移動幅 X=60mm、Y=15mm、Z=8mm(AFMヘッド側 X=30mm、Y=3mm、Z=4mm)
ノイズレベル <0.2nm RMS(1.5−150Hz)
光学顕微鏡 水平分解能0.8μm、視野角0.7mm 長作動距離対物レンズ(WD=20mm)
CCDカメラ 5Mpix ハイスピード・デジタルイメージング
励起波長 可視、赤外およびテラヘルツまで ※分光性能は励起波長、測定環境による ※同時に2基の光源を搭載可能
AFMプローブ 金属コーティングされた市販プローブをそのまま利用可

構成する3つの要素技術

neaSNOM顕微鏡プラットフォーム

neaSNOM顕微鏡プラットフォームは、
以下の基本コンポーネントが含まれています

  • neaSNOM AFMユニット
  • 集光検出ユニット
  • neaSNOMデジタルコントローラ
  • neaSCANがインストールされたPC
neaSNOM信号検出モジュール

各光源に合わせた検出モジュールを選択

  • CWレーザ用近接場検出モジュール
  • プロードバンド光源用近接場検出モジュール

様々なオプションを提供します

  • ブラズモニクス向け透過型装置構成
neaspecが保証する光源

neaspecは保証された性能と認定され、
すぐに使用できる光源システムを幅広く
提供しています

  • イメージングおよび分光用CWレーザ
  • 近接場分光用プロードバンドレーザ

卓越した操作性を実現する光学系

卓越した操作性を実現する光学系
  • プローブ照射および信号検出用パラボリックミラー
    ブロードバンドにも対応
  • 光学マイクロスコープを内蔵(空間分解能:0.75μm)
  • 振幅・位相検出に特化した近接場検出モジュール
  • 別々の光学系に対応した、2つの独立したビームパス
    Dual Beam Pathデザイン

ナノスケールイメージングを実現するアパーチャレス SNOM

「表面凹凸形状」と近接場による「化学組成マッピング」の同時測定

「表面凹凸形状」と近接場による「化学組成マッピング」の同時測定

集光されたレーザがAFMチップ先端を照射。
AFMチップ先端ではチップ先端径(約10nm)と同程度のナノフォーカス
生み出す。
チップとサンプル間に働く近接場相互作用が弾性散乱光を変調。
AFMチップをサンプル表面上で走査することで分解能10nmの光学マッピングを取得。

可視・赤外・テラヘルツ領域で、波長に依存することなく、空間分解能10nmを実現

近接場により回折限界を超える

Apertureless near-field optical microscopy(s-SNOM)

Apertureless near-field optical microscopy(s-SNOM)

Classical microscopy images(シミュレーション結果)

Classical microscopy images(シミュレーション結果)

近接場による分光(neaSNOM)とイメージング

neaSNOMにおける干渉型検出原理

近隣場により回折限界を超える

neaSNOMでは、非対称干渉計により、強度と位相情報を、つまり誘電率(ω)の実部と虚部に関する情報を得ることができる

s.Amarie,F.keilmann,phys.Rev.B83,045404(211)f.huth,et al.,Nature Mater.10,352(2011)

ナノスケールイメージング

PMMA構造に着目した 波数1740cm-1 による高分解能イメージング。 50nmより小さい島部(PMMA)も明瞭に可視化

PMMA/PSポリマーブレンド

微小エリア(10nm~)の分光が可能

PMMAのIRラインマッピング。 高空間分解能(20nm間隔)にて測定可能

AFM凹凸像

AFM凹凸像

IRラインマッピング

IRラインマッピング
IRラインマッピング
  • 測定点30点 (PMMA/Si境界を横断)
  • ピクセルサイズ:20nm
  • 取得時間/点:80s
    1ステップ以内にPMMA由来の近接場信号は消失
空間分解能20nmの高分解能赤外分光

F.Huth et al.,Nano  Lett.8,3973(2012) F.Huth et al.,Nano Lett.8,3973(2012)

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