neaSNOMが解決

neaSNOM と従来法との比較

高空間分解能
(イメージング&
分光測定)

シュミレーション結果

neaSNOM 従来FTIR
近接場により回折限界を超える 一般的にこの回折限界により、従来法では空間分解値は最高でもλ/2に限られる 回折限界を超えられない従来法
近接場により回折限界を超える高空間分解能イメージング分光測定が可能
従来FTIR方式との
高い相関性
neaSNOMと従来FTIRスペクトルの比較

neaSNOMによるIm[σ]スペクトルは、ほぼ従来の吸収スペクトルに一致

高スペクトル分解能

neaSNOM スペクトル

有機半導体(ペンタセン)結晶相の違いを可視化

ペンタセンのneaSNOMスペクトル

Nano-FTIR Absorption

  • 約1mm離れている2点のスペクトルを分離して測定
  • ナノスケールドメインによりベンタセンのマクロスケールの伝導特性が決まる
C.Westermeier et al.
Nature Comm.
(2014)5,4101
neaSNOMでは、わずか数cm-1の差も検出可能

他手法との比較

手法 散乱型近接場顕微鏡 AFM-IR
(原子間力赤外分光法)
概念図 他手法との比較 他手法との比較
原理 散乱型近接場赤外分光法 光熱誘起共鳴分光法
集光されたレーザ(L)がAFMチップ先端(T)を照射。AFMチップ先端(T)ではチップ先端径(約10nm)と同程度のナノフォーカス(N)を生み出す。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(S)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。イメージングを行う場合には吸収が起こる波数に固定し、分光測定においては、
数百/cm-1を一度に照射できるブロードバンドレーザを使用する。
集光されたパルス光(P)がAFMチップ(C)直下のサンプルを照射。波数を振りながら、赤外吸収の大小によりサンプルがAFMチップ直下で膨張する大きさを、サンプルに触れているAFMチップの上下方向の振幅の変化を検出(D)。
空間分解能 10nm 50nm-100nm
感度 数nm 数十nm
膜厚依存 小さい 大きい
サンプル構造 AFMが測定可能な表面・断面であれば何でも可能 得られるスペクトルには、吸収量以外に弾性など様々な物性が寄与
サンプリング難易度 容易 場合によっては複雑
光源 イメージング:波長可変レーザ
分光測定:ブロードバンドレーザ
波長可変レーザ
測定波数域 イメージング: 850-3600/cm-1
分光測定: 660-2000/cm-1
900-2000, 2235-3600/cm-1
波数分解能 イメージング: 0.1/cm-1
分光測定: 3-6/cm-1
6/cm-1
測定時間 イメージング: 0.9ms
分光測定: 数分/スペクトル
イメージング:3ms
適用例
  • Nanoscale chemical analysis
  • Polymorphism Mapping
  • Plasmon Interference Mapping
  • Charge carriers density
  • Electron Mobility Mapping
  • Plasmonic Field Mapping
  • Nanoscale chemical analysis
  • Chemical characterization of polymerblends
  • Nano-thermal analysis
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