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光の力で原子スケールの構造を可視化大阪大学,大阪府立大学,名古屋大学

 大阪大学,大阪府立大学,名古屋大学の研究チームは,光照射により発生する力(光圧)を計る顕微鏡(光誘起力顕微鏡)を用いて,人工合成されたナノ粒子の近接場光を1 nm以下の分解能で画像化することに成功したと発表した。
 半導体や金属のナノ粒子は,光触媒,太陽電池などに用いる光機能材料として注目されている。光を用いる走査型顕微鏡(走査型近接場光学顕微鏡)は,このような試料の光学特性を反映した画像が得られる利点があるが,原子スケールの分解能までは得られなかった。今回,光を照射した走査型顕微鏡のプローブ先端とナノ材料の間に働く力(光圧)を高感度に読み取る新しいタイプの顕微鏡(光誘起力顕微鏡)により,けた違いの高分解能を実現することができた。
 同チームは高性能な光触媒材料として設計された複合ナノ粒子を複数の波長の光を用いて観測し,ナノ粒子が設計通りの化学的性質をもつことを原子分解能に迫る光圧画像で確認した。超高真空中での観測を実現し,かつ光照射による熱の影響を除去する独自の工夫を加えたことが高分解能の鍵となり,光圧の3次元ベクトル増を取得することに成功した。今後,機能性ナノ材料の設計・評価のための新しい基盤技術として期待される。

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