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本研究は,まず「近接場光を用いたナノスケール温度変化検知法」を構築し,周期加熱法を導入することによって「近接場光を用いたナノスケール熱物性計測法」を確立することを最終目標としている.研究期間(平成14年度〜平成15年度)に,以下に挙げる具体的な成果を得ることができた.
「近接場光を用いたナノスケール温度変化検知法」
1,ピエゾ走査ステージならびに励振システムから構成される制御システムと光学システムを融合することによって,近接場光の励起および微弱光検知が可能となった.
2,本測定法の妥当性を確認するために,回折格子ならびに厚み150nmのAl薄膜を用いた予備的測定を行い,光の回折限界を超えた高い空間分解能で試料の温度変化を十分に検知可能であることが明らかとなった.
「近接場光を用いたナノスケール熱物性計測法」
1,「近接場光を用いたナノスケール温度変化検知法」にLDパルス変調システムを導入し,高速周期変調可能な近接場光加熱システムを構築した.空気ばね式除振装置ならびにプローブ励振法を導入することにより,安定した近接場信号を検出することが可能となった.
2,厚さ125nmのAl薄膜ならびに単層カーボンナノチューブの測定を行った.得られた近接場光信号は,明らかにナノスケールの結晶構造を反映した周波数特性を示し,ナノメートルオーダーの非常に高い空間分解能で熱物性情報を光学的に抽出することに成功した.
以上得られた知見より,近接場光を用いてナノスケール熱物性計測が十分可能であることが明らかとなり,ナノ新材料の熱物性解明の有力な計測手法として本測定法が適用可能であることが示された.